ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

П Р Е Д В А Р И Т Е Л Ь Н Ы ЙН А Ц И О Н А Л Ь Н Ы Й

С Т А Н Д А Р ТР О С С И Й С К О ЙФ Е Д Е Р А Ц И И

пнет283—

2018

ТРАНСФОРМАТОРЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ

Ч а с т ь 2

Технические условия на трансформаторы тока

Издание официальное

МоскваСтандартинформ

2018

декор одежды

ПНСТ 283—2018

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Обществом с ограниченной ответственностью «Эльмаш (УЭТМ)» (ООО «Эль- маш (УЭТМ)»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 016 «Электроэнергетика»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому ре­гулированию и метрологии от 30 октября 2018 г. № 51-пнет

Правила применения настоящего стандарта и проведения его мониторинга установлены в ГОСТР 1.16—2011 (разделы 5 и 6).

Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии собирает сведения о практическом применении настоящего стандарта. Данные сведения, а также замечания и пред­ложения по содержанию стандарта можно направить не позднее чем за 4 мес до истечения сро­ка его действия разработчику настоящего стандарта по адресу: Grigoriy_Vedernikov@uetm.ru, tk16@so-ups.ru, pk2@rosseti.ru и в Федеральное агентство по техническому регулированию и ме­трологии по адресу: 109074 Москва, Китайгородский проезд, д. 7, стр. 1.

В случае отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты» и также будет размещена на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, оформление, 2018

Настоящий предварительный стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агент­ства по техническому регулированию и метрологииII

ПНСТ 283—2018

Содержание

1 Область применения................................................................................................................................................... 12 Нормативные ссылки................................................................................................................................................... 13 Термины, определения, обозначения и сокращения..........................................................................................24 Классификация.............................................................................................................................................................55 Основные параметры..................................................................................................................................................76 Технические требования............................................................................................................................................ 77 Требования безопасности........................................................................................................................................ 138 Правила приемки........................................................................................................................................................139 Методы контроля........................................................................................................................................................1510 Транспортирование и хранение........................................................................................................................... 2111 Указания по эксплуатации..................................................................................................................................... 2112 Гарантии изготовителя...........................................................................................................................................21Приложение А (справочное) Допускаемая область погрешностей для трансформаторов

различных классов точности........................................................................................................ 22Приложение Б (справочное) Краткие сведения по работе трансформаторов тока

в переходных режимах короткого замыкания.......................................................................... 23Приложение В (обязательное) Методы испытаний трансформаторов тока для защиты

с малой остаточной намагниченностью, а также предназначенныхдля работы в условиях переходного режима короткого замыкания.................................. 34

Приложение Г (справочное) Методика измерения погрешностей трансформаторовтока с расширенным диапазоном рабочих токов ....................................................................39

III

ПНСТ 283—2018

Введение

Настоящий стандарт входит в серию стандартов «Трансформаторы измерительные», которая включает следующие стандарты:

- Часть 1. Общие технические условия;- Часть 2. Технические условия на трансформаторы тока;- Часть 3. Технические условия на индуктивные трансформаторы напряжения;- Часть 4. Технические условия на комбинированные трансформаторы;- Часть 5. Технические условия на емкостные трансформаторы напряжения;- Часть 6 — Часть 8. Технические условия на электронные трансформаторы.В настоящем стандарте реализованы основные нормативные положения международного

стандарта МЭК 61869-2:2012 «Трансформаторы измерительные. Часть 2. Дополнительные требования к трансформаторам тока» (IEC 61869-2:2012 «Instrument transformers — Part 2: Additional requirements for current transformers») и практика применения ГОСТ 7746—2001 «Трансформаторы тока. Общие технические условия».

IV

17 МЕТРОЛОГИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯОКС 17.220.20

Поправка к ПНСТ 283—2018 Трансформаторы измерительные. Часть 2. Технические условия на трансформаторы тока

В каком месте Напечатано Должно быть

Приложение В. Пункт В.2.1, „ к L 1формула (В.9) е = — — ~ —

2-гг6 = — — и ------- ,

Ц\ЛСП 27lfTs

(ИУС № 5 2019 г.)

26

ПНСТ 283— 2018

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТРАНСФОРМАТОРЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ

Ча с т ь 2

Технические условия на трансформаторы тока

Instrument transformers.Part 2. Requirements for current transformers

Срок действия — с 2019—01—01 по 2022—01—01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на трансформаторы тока на напряжение от 3 до 750 кВ, предназначенные для применения в электрических цепях переменного тока частотой 50 или 60 Гц, с целью передачи сигнала измерительной информации приборам измерения, защиты, автоматики, сиг­нализации и управления, разработанным после 1 января 2019 г.

2 Нормативны е ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:ГОСТ 8.217 Государственная система обеспечения единства измерений. Трансформаторы тока.

Методика поверкиГОСТ 6827 (МЭК 59 (1938)) Электрооборудование и приемники электрической энергии. Ряд номи­

нальных токовГОСТ 8024 Аппараты и электротехнические устройства переменного тока на напряжение свыше

1000 В. Нормы нагрева при продолжительном режиме работы и методы испытанийГОСТ 9920 (МЭК 694—80, МЭК 815— 86) Электроустановки переменного тока на напряжение

от 3 до 750 кВ. Длина пути утечки внешней изоляцииГОСТ 15150 Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных клима­

тических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздей­ствия климатических факторов внешней среды

ГОСТ Р 8.736 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения

ГОСТ Р 52735 Короткие замыкания в электроустановках. Методы расчета в электроустановках переменного тока напряжением свыше 1 кВ

ГОСТ Р 55438 Единая энергетическая система и изолированно работающие энергосистемы. Опе­ративно-диспетчерское управление. Релейная защита и автоматика. Взаимодействие субъектов элек­троэнергетики и потребителей электрической энергии при создании (модернизации) и эксплуатации. Общие требования

ГОСТ Р МЭК 61869-2 Трансформаторы измерительные. Часть 2. Дополнительные требования к трансформаторам тока

ПНСТ 282—2018 Трансформаторы измерительные. Часть 1. Общие технические условияП р и м е ч а н и е — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных

стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по

Издание официальное

1

ПНСТ 283—2018

техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «На­циональные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесяч­ного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана дати­рованная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины, определения, обозначения и сокращения

3.1 В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:3.1.1 трансформатор тока для защиты класса точности Р: Трансформатор тока для защиты,

для которого не задается требование ограничения остаточного потокосцепления, а уровень насыщения определяется действующим значением тока короткого замыкания при значениях всех прочих параме­тров, соответствующих номинальным данным.

3.1.2 трансформатор тока для защиты класса точности PR: Трансформатор тока для защи­ты, для которого требование ограничения остаточного потокосцепления задано, а уровень насыщения определяется действующим значением тока короткого замыкания при значениях всех прочих параме­тров, соответствующих номинальным данным.

3.1.3 трансформатор тока для защиты класса точности TPY: Трансформатор тока для защиты, для которого задано требование ограничения остаточного потокосцепления, уровень насыщения опре­деляется максимальным амплитудным значением тока короткого замыкания с максимальным содер­жанием апериодической составляющей, а предел допускаемой погрешности при протекании тока ко­роткого замыкания в переходном режиме определяется пиковым значением мгновенной погрешности.

П р и м е ч а н и е — Трансформатор тока данного класса полностью трансформирует апериодическую со­ставляющую во вторичную цепь.

3.1.4 трансформатор тока для защиты класса точности TPZ: Трансформатор тока для защи­ты, для которого задано требование ограничения остаточного потокосцепления, уровень насыщения определяется максимальным амплитудным значением тока короткого замыкания с максимальным со­держанием апериодической составляющей, а предел допускаемой погрешности при протекании тока короткого замыкания в переходном режиме определяется амплитудой периодической составляющей погрешности.

П р и м е ч а н и е — Трансформатор тока данного класса ограничивает трансформацию апериодической составляющей во вторичную цепь.

3.1.5 предельная кратность: Наибольшее значение кратности первичного тока, при котором пол­ная погрешность при номинальной вторичной нагрузке не превышает полной погрешности, заданной классом точности.

3.1.6 номинальный коэффициент безопасности К Бном: Отношение номинального первичного предельного тока для измерений к номинальному первичному току, при котором полная погрешность трансформатора превышает 10 %.

3.1.7 постоянная времени вторичного контура Ts: Постоянная времени контура, образуемо­го вторичной обмоткой трансформатора тока и присоединенной к ней внешней электрической цепью, определяемая отношением суммарной индуктивности намагничивания и рассеяния вторичной обмотки и индуктивности нагрузки к суммарному активному сопротивлению нагрузки и вторичной обмотки.

П р и м е ч а н и я1 Понятие постоянной времени вторичного контура обычно применяют к трансформаторам тока, предназна­

ченным для работы в условиях переходного режима короткого замыкания, для которых нормируют чисто активную нагрузку (cos ср2 = 1). В общем случае индуктивность нагрузки также следует учитывать.

2 Индуктивность вторичной обмотки состоит из индуктивности, определяемой параметрами магнитопровода (индуктивность намагничивания), и индуктивности рассеяния обмотки. При измерениях, выполняемых на выводах вторичной обмотки при разомкнутой первичной обмотке, измеряемой величиной является их сумма. Однако при конструкторских расчетах трансформатора их вычисляют раздельно, по разным методикам. В большинстве слу­чаев индуктивностью рассеяния можно пренебречь, но возможность такого пренебрежения следует проверять в каждом конкретном случае.

2

ПНСТ 283—2018

3.1.8 вольтамперная характеристика; ВАХ: Зависимость между действующими значениями тока намагничивания и напряжения.

3.1.9 потокосцепление насыщения ^ sat: Максимальное значение магнитного потока, соответ­ствующее насыщению материала магнитопровода, умноженное на число витков обмотки.

3.1.10 остаточное потокосцепление *РГ: Значение потокосцепления, определяемое магнитным потоком, остающимся в магнитопроводе после отключения тока с амплитудным значением, обеспечи­вающим потокосцепление насыщения

3.1.11 номинальный коэффициент остаточной намагниченности Кг: Отношение остаточного потокосцепления Ч*. к потокосцеплению насыщения 4 'sat, выраженному в процентах.

3.1.12 нормированный цикл: Одно или несколько протеканий токов короткого замыкания через трансформатор с нормируемыми длительностями протекания и пауз.

3.1.13 номинальная постоянная времени затухания апериодической составляющей пер­вичного тока Гр ном: Постоянная времени затухания апериодической составляющей первичного тока, при которой в нормированном цикле соблюдаются требования к точности трансформатора тока в пере­ходном режиме короткого замыкания.

3.1.14 эквивалентная постоянная времени Гр экв: Постоянная времени затухания свободной апериодической составляющей тока, затухающей по экспоненциальному закону, которой заменя­ют сумму свободных апериодических составляющих, имеющих неодинаковые постоянные времени затухания.

3.1.15 ток погрешности /е: Разность между мгновенными значениями вторичного тока, умножен­ного на номинальный коэффициент трансформации, и первичного тока.

3.1.16 погрешность трансформатора в переходном режиме е,,,.,*: Максимальное мгновенное значение тока погрешности в нормированном цикле, выраженное в процентах от амплитудного значе­ния периодической составляющей тока, протекающего в первичной цепи.

3.1.17 периодическая составляющая погрешности переходного режима еас тах: Амплитуда периодической составляющей тока погрешности переходного режима, выраженная в процентах от ам­плитудного значения периодической составляющей тока, протекающего в первичной цепи.

3.1.18 переходный коэффициент Knp(f): Зависимость изменения от времени, характеризующая изменение во времени отношения мгновенного значения потокосцепления при наличии апериодиче­ской составляющей к амплитудному значению потокосцепления, соответствующего току погрешности при токе номинальной предельной кратности, не содержащем апериодической составляющей.

П р и м е ч а н и е — Переходный коэффициент численно равен отношению мгновенного значения тока погрешности при наличии апериодической составляющей к амплитудному значению тока погрешности при токе номинальной предельной кратности, не содержащем апериодической составляющей.

3.1.19 номинальный коэффициент переходного режима К прном: Коэффициент, равный от­ношению потокосцепления, соответствующего напряжению намагничивания, к потокосцеплению, соот­ветствующему току погрешности при токе номинальной предельной кратности, не содержащем апери­одической составляющей.

П р и м е ч а н и е — Коэффициент характеризует предел допустимого увеличения потокосцепления (до на­чала насыщения) в результате наличия апериодической составляющей в токе короткого замыкания.

3.1.20 напряжение намагничивания 1/нам: Действующее значение напряжения на выводах вто­ричной обмотки при протекании по ней тока намагничивания.

3.1.21 расчетное значение напряжения намагничивания УНам.расч: Напряжение, рассчитанное при номинальном значении тока намагничивания.

3.1.22 ток намагничивания: Действующее значение тока, протекающего во вторичной обмотке трансформатора тока при синусоидальном напряжении номинальной частоты, приложенном к вторич­ным выводам, причем первичная и остальные обмотки разомкнуты.

3.1.23 номинальный ток намагничивания / 2нам: Действующее значение тока намагничивания, равное действующему значению тока погрешности при токе предельной кратности, при прочих номи­нальных параметрах.

П р и м е ч а н и е — Для трансформаторов, предназначенных для работы в переходных режимах короткого замыкания, — действующее значение тока намагничивания, амплитудное значение которого равно максимально­му мгновенному значению тока погрешности переходного режима при прочих номинальных параметрах.

3

ПНСТ 283—2018

3.2 В настоящем стандарте используют следующие обозначения и сокращения:Ts — постоянная времени вторичного контура;Тдном — номинальная постоянная времени вторичного контура;Тр — постоянная времени затухания апериодической составляющей первичного тока;Тр ном — номинальная постоянная времени затухания апериодической составляющей первичного

тока;Тр экв — эквивалентная постоянная времени;Ls — индуктивность вторичного контура;Lm — индуктивность намагничивания;Lm ном — номинальная индуктивность намагничивания;/_2 — индуктивность рассеяния вторичной обмотки;LH — индуктивность нагрузки;Rs — сопротивление вторичного контура постоянному току;R2 — сопротивление вторичной обмотки постоянному току;RH — сопротивление нагрузки постоянному току;Z2hom, ^ 2 ном — номинальная вторичная нагрузка;Z 2SUM — полное сопротивление ветви вторичного тока без учета индуктивности рассеяния вто­

ричной обмотки;со — угловая частота;xPsat — потокосцепление насыщения;*РГ — остаточное потокосцепление;Чнам — напряжение намагничивания;Чнам расч — расчетное значение напряжения намагничивания;е — полная погрешность;етах — погрешность переходного режима;еас max — периодическая составляющая погрешности переходного режима;/2 — мгновенное значение вторичного тока;А, — мгновенное значение первичного тока;/е — мгновенное значение тока погрешности;'е тах — максимальное значение мгновенного тока погрешности;'еас max — амплитуда периодической составляющей тока погрешности;/д — ток электродинамической стойкости;1\ ном — номинальный первичный ток трансформатора тока;/ 2ном — номинальный вторичный ток трансформатора тока;/in р — наибольший рабочий первичный ток;/ к з дфф — действующее значение первичного тока короткого замыкания;/ т — ток термической стойкости;/ 2нам — номинальный ток намагничивания;Ц — действующее значение периодической составляющей первичного тока;/ 1исп — действующее значение периодической составляющей испытательного первичного тока; г?ном — номинальный коэффициент трансформации;Кном — номинальная предельная кратность;Кв ном — номинальный коэффициент безопасности;Кп р(0 — переходный коэффициент;Кп р ном — номинальный коэффициент переходного режима;Кд — кратность тока электродинамической стойкости;Кт — кратность тока термической стойкости;К г — коэффициент остаточной намагниченности;К г ном — номинальный коэффициент остаточной намагниченности;/к — время протекания тока короткого замыкания;

4

ПНСТ 283—2018

fK3 — длительность протекания тока короткого замыкания без автоматического повторного вклю­чения (АПВ);

fK3l — время протекания тока в первом коротком замыкании в цикле с АПВ;fK 3 2 — время протекания тока во втором коротком замыкании в цикле с АПВ;f6T — длительность бестоковой паузы между двумя короткими замыканиями при АПВ;А — расстояние между осями проводников соседних фаз в месте установки трансформатора в

эксплуатации;АПВ — автоматическое повторное включение;Б — расстояние в свету от трансформатора до места ближайшего изгиба проводника, служащего

в эксплуатации первичной обмоткой трансформатора;ВАХ — вольтамперная характеристика;КРУ — комплектное распределительное устройство;КРУЭ — комплектные распределительные устройства с элегазовой изоляцией;ТТИ — испытуемый трансформатор тока;ТТО — образцовый трансформатор тока;ТТПИ — промежуточный трансформатор тока, находящийся в цепи испытуемого трансформатора тока; ТТПО — промежуточный трансформатор тока, находящийся в цепи образцового трансформатора тока.

4 Классификация

4.1 Трансформаторы тока подразделяют по следующим основным признакам:4.1.1 По роду установки (категории размещения и климатическому исполнению) — по ГОСТ 15150.4.1.2 По типу конструкции — в соответствии с таблицей 1.

Т а б л и ц а 1 — Обозначение трансформаторов по типу конструкции

Конструктивное исполнение трансформатора Условное обозначение

Опорный О

Проходной (втулочный) П

Шинный Ш

Встроенный В

Разъемный Р

Одноступенчатый —

Каскадный К

4.1.3 По виду изоляции — в соответствии с таблицей 2.

Т а б л и ц а 2 — Обозначение трансформаторов по виду изоляции

Вид изоляции Условное обозначение

ВнешняяС фарфоровой покрышкой ФС полимерной покрышкой ПЛитая Л

ВнутренняяМасляная МГазовая ГМаслобарьерная МБВоздушная ВЛитая или с элементами литой изоляции —

5

ПНСТ 283—2018

4.1.4 По назначению вторичных обмоток — в соответствии с таблицей 3. Допускается сочетание назначений, например для измерения и защиты или для измерения и учета. В этом случае в обозна­чении обмотки указывают оба класса точности: вначале указывают класс точности для измерения, а в скобках— класс точности для защиты, например 0,5(5Р).

Т а б л и ц а 3 — Обозначение трансформаторов по назначению вторичных обмоток

Назначение вторичной обмотки трансформатора Условное обозначение

Для измерений Класс точности

Для защиты1) Класс точности

1) Здесь и далее под словом «защита» подразумеваются все виды защиты по ГОСТ Р 55438.

4.1.5 По числу коэффициентов трансформации: с одним коэффициентом трансформации — од­нодиапазонный, с несколькими коэффициентами трансформации — многодиапазонный, получаемые путем изменения числа витков первичной или/и вторичной обмотки.

4.2 Условное обозначение трансформатора

Т X X - X Х - Х - Х Х - Х XX

--------------------------------Климатическое исполнениеи категория размещения

по ГОСТ 15150

--------------------------------------- Наибольший рабочий ток, А

-----------------Класс точности (при наличии у трансформаторанескольких вторичных обмоток указывают класс

точности каждой из них в виде дроби)

--------------------------Конструктивный вариант исполнения, если ихнесколько (арабские или римские цифры)

-----------------------------Категория в зависимости от длины пути утечкивнешней изоляции по ГОСТ 9920 (только для трансформаторов категории размещения 1)

------------------------------------------------------- Номинальное напряжение, кВ

— Обозначение по таблице 2

— Обозначение по таблице 1

Обозначение трансформатора

П р и м е ч а н и я1 Буквенная часть условного обозначения представляет собой серию; совокупность буквенного обозначения

и значения номинального напряжения — тип; полное обозначение в целом — типоисполнение трансформатора.2 Для встроенных трансформаторов допускается применение упрощенного условного обозначения.3 В стандартах на трансформаторы конкретных типов допускается вводить в буквенную часть один или не­

сколько признаков, а также дополнительные буквы и/или цифры, исключать или заменять отдельные буквы (кро­ме Т) для обозначения особенностей конкретного трансформатора.

П р и м е р у с л о в н о г о о б о з н а ч е н и я опорного трансформатора тока с газовой изоляцией типа ТРГ-110, категории исполнения по длине пути утечки внешней изоляции 1Г, имеющего обмотку для измерения класса точности 0,2, три обмотки для защиты классов точности 5Р, на наибольший рабочий ток 1800 А (номинальный ток 1200 А, с длительно допустимой перегрузкой 50 %), предназначенного для эксплуатации в районах с умеренным климатом, категории размещения 1:

ТРГ-110 П*-0,2/5Р/5Р/5Р-1800 У16

ПНСТ 283—2018

5 Основные параметры

5.1 Значения основных параметров следует выбирать из приведенных в таблице 4.

Т а б л и ц а 4 — Основные параметры

Наименование параметра Значение

1 Номинальный первичный ток трансформатора/1ном,А

Устанавливают в стандартах на трансформаторы конкретных типов1)

2 Номинальный вторичный т о к /2ном, А2) 1; 5

3 Наибольший рабочий первичный т о к /1н р, А Устанавливают в стандартах на трансформаторы конкретных типов по 6.8

4 Номинальная вторичная нагрузка S2hom с коэффици­ентом мощности cos ср2 = 1, В-А2)

0,5; 1; 2; 2,5

5 Номинальная вторичная нагрузка S2hom с индуктивно­активным коэффициентом мощности cos ср2 = 0,8, В А 2). Соответствующие значения номинальной вторичной нагрузки Z 2hom, Ом , определяют по формуле

-7 _ ^2 ном ^■2ном — 2

'2ном

6 Класс точности трансформатора или вторичной обмотки:

3; 5; 10; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 75; 100

6.1 для измерений 0,1; 0,2; 0,2S; 0,5; 0,5S; 1; 3; 5; 10

6.2 для защиты 5Р; ЮР; 5PR; 10PR; TPY, TPZ

7 Номинальная предельная кратность вторичных обмо­ток для защиты Кном

Устанавливают в стандартах на трансформаторы кон­кретных типов

8 Номинальный коэффициент безопасности К Б ном, вторичных обмоток для измерений

Устанавливают в стандартах на трансформаторы конкретных типов.Не устанавливают для вторичных обмоток, сочетающих назначение для измерения и защиты

9 Номинальный коэффициент переходного режима К п р ном для трансформаторов классов TPY, TPZ

Устанавливают в стандартах на трансформаторы кон­кретных типов

10 Нормированный цикл fK3 и/или fK3l - f6 j - fK32 для трансформаторов классов TPY, TPZ, с

Устанавливают в стандартах на трансформаторы кон­кретных типов

11 Номинальный коэффициент остаточной намагничен­ности К гном для обмоток классов 5PR, 10PR, TPY.TPZ

Не более 10 %

12 Номинальная постоянная времени затухания апери­одической составляющей первичного тока 7р ном, мс

Устанавливают в стандартах на трансформаторы кон­кретных типов

13 Номинальная постоянная времени вторичной цепи Ts ном, мс, и индуктивность намагничивания Lm ном, Гн

Устанавливают в стандартах на трансформаторы кон­кретных типов

1) Рекомендуется выбирать в соответствии с ГОСТ 6827.2) По требованию заказчика в стандартах на трансформаторы конкретных типов допускается устанавливать

другие значения.

6 Технические требования

6.1 Общие требования — по ПНСТ 282—2018, пункт 6.1.6.2 Требования по устойчивости к внешним воздействиям окружающей среды — по ПНСТ 282—2018,

подраздел 6.2.6.3 Требования по сейсмостойкости — по ПНСТ 282—2018, подраздел 6.3.

7

ПНСТ 283—2018

6.4 Требования к изоляции — по ПНСТ 282—2018, подраздел 6.4, со следующими дополнитель­ными условиями:

а) изоляция вторичных обмоток трансформатора тока, у которых значение напряжения намагни­чивания больше или равно 1,8 кВ, должна выдерживать напряжение промышленной частоты 5 кВ в течение 1 мин;

б) при стандартных атмосферных условиях по ПНСТ 282—2018, пункт 6.2.3, значение сопротив­ления изоляции обмоток трансформаторов должно быть не менее:

1) 1000 МОм — для первичных обмоток трансформаторов на номинальные напряжения 3—35 кВ;2) 3000 МОм— для первичных обмоток трансформаторов на номинальные напряжения 110—220 кВ;3) 5000 МОм — для первичных обмоток трансформаторов на номинальные напряжения 330 кВ

и выше;4) 50 МОм — для вторичных обмоток трансформаторов;

в) междувитковая изоляция вторичных обмоток трансформатора должна выдерживать без про­боя или повреждения в течение 1 мин индуктируемое в них напряжение при протекании по первичной обмотке тока, при этом амплитуда напряжения между выводами разомкнутой вторичной обмотки не должна превышать предельных значений:

- 4,5 кВ — для трансформаторов тока напряжением намагничивания менее 1,8 кВ;-10 кВ — для трансформаторов тока напряжением намагничивания более или равным 1,8 кВ.Значение тока в первичной обмотке принимают равным номинальному, если не достигнуто пре­

дельное значение амплитуды напряжения между выводами разомкнутой вторичной обмотки, или менее номинального и соответствующим предельному значению амплитуды напряжения между выводами разомкнутой вторичной обмотки.

6.5 Сопротивление вторичных обмоток постоянному току — по ПНСТ 282—2018, подраздел 6.3. Для трансформаторов с ответвлениями на вторичных обмотках сопротивление вторичных обмоток по­стоянному току должно быть указано для каждого ответвления в эксплуатационной документации на трансформатор конкретного типа.

6.6 Требования в части радиопомех — по ПНСТ 282—2018, подраздел 6.6.

6.7 Метрологические характеристики6.7.1 Метрологические характеристики следует устанавливать для следующих рабочих условий

применения трансформаторов:

а) частота переменного то ка — (5 0 ^ ) Гцили (б0*21) Гц;

б) первичный ток — в соответствии с 6.7.2 и 6.7.3;в) значение вторичной нагрузки — в соответствии с 6.7.2 и 6.7.3;г) температура окружающего воздуха — в соответствии с климатическим исполнением и категори­

ей размещения, если иное не указано в стандартах на трансформаторы конкретных типов;д) высота установки трансформаторов над уровнем моря — по ПНСТ 282—2018, пункт 6.2.4;е) размеры первичного токоведущего контура — значения размеров А и Б в соответствии с указан­

ными в стандартах на трансформаторы конкретных типов.

П р и м е ч а н и е — Для трансформаторов, применяемых в КРУ и КРУЭ, размеры А и Б должны быть ука­заны в руководстве по эксплуатации.

6.7.2 Пределы допускаемых погрешностей вторичных обмоток для измерений и учета в рабочих условиях применения по 6.7.1 при установившемся режиме должны соответствовать значениям, ука­занным в таблице 5.

Для трансформаторов классов точности от 0,1 до 1,0 допускается расширять диапазон номиналь­ных первичных токов в сторону уменьшения до 0,1 % или в сторону увеличения до 150 %, 200 % либо совмещать, например от 0,1 % до 200 %.

Допускаемые области погрешностей для различных классов точности приведены в приложении А.

8

ПНСТ 283—2018

Т а б л и ц а 5 — Пределы допускаемых погрешностей вторичных обмоток для измерений

Предел допускаемой погрешностиДиапазон вторичной на- грузки, % номинального

значения1)Класс точ- Первичный ток, % номи- угловойности нального значения токовой, %

мин срад

0,1 0,12) ±1,6 ±60 ±1,8

5 ±0,4 ±15 ±0,45

20 ±0,2 ±8 ±0,24

100— 120 ±0,1 ±5 ±0,15

150—2002> ±0,1 ±5 ±0,150,2 0,12> ±3,0 ±120 ±3,6

5 ±0,75 ±30 ±0,9

20 ±0,35 ±15 ±0,45

100— 120 ±0,2 ±10 ±0,3

150—2002> ±0,2 ±10 ±0,30.2S 0,12> ±1,5 ±60 ±1,8

1 ±0,75 ±30 ±0,9

5 ±0,35 ±15 ±0,45

20 ±0,2 ±10 ±0,3

100 ±0,2 ±10 ±0,3

120 ±0,2 ±10 ±0,3150—2002> ±0,2 ±10 ±0,3

25— 1000,5 0,12) ±6 ±360 ±10,8

5 ±1,5 ±90 ±2,7

20 ±0,75 ±45 ±1,35

100— 120 ±0,5 ±30 ±0,9150—2002) ±0,5 ±30 ±0,9

0,5S 0,12) ±3 ±180 ±5,4

1 ±1,5 ±90 ±2,7

5 ±0,75 ±45 ±1,35

20 ±0,5 ±30 ±0,9

100 ±0,5 ±30 ±0,9

120 ±0,5 ±30 ±0,9150—2002) ±0,5 ±30 ±30

1 0,12) ±12,0 ±720 ±21,6

5 ±3,0 ±180 ±5,420 ±1,5 ±90 ±2,7

100— 120 ±1,0 ±60 ±1,8

СП 0 1 м о о го ±1,0 ±60 ±1,83 ±3,05 50— 120 ±5,0 Не нормируют 50— 100

10 ±10

1) Для трансформаторов с номинальными вторичными нагрузками 2; 2,5; 3; 5 и 10 В А устанавливают нижний предел вторичных нагрузок 1 В-А. Для трансформаторов с номинальной вторичной нагрузкой 1 В А устанавлива­ют нижний предел вторичных нагрузок 0,8 В А.

2) Значения для расширенных диапазонов токов.

9

ПНСТ 283—2018

6.7.2.1 Допускается для трансформаторов тока устанавливать диапазон вторичной нагрузки, от­личающийся от указанного в таблице 5, их значения должны быть указаны в эксплуатационной доку­ментации.

67.2.2 При расширении диапазона номинальных первичных токов в эксплуатационной докумен­тации должны быть указаны их значения.

6.7.3 Пределы допускаемых погрешностей вторичных обмоток для защиты в рабочих условиях применения по 6.7.1 при установившемся и переходном режимах при номинальной вторичной нагрузке должны соответствовать указанным в таблице 6.

Т а б л и ц а 6 — Пределы допускаемых погрешностей вторичных обмоток для защиты

Класс точ- ности

Предел допускаемой погрешности

при номинальном первичном токе полной при токе номинальной

предельной крат- ности е, %

при переходном режиме,

%токовой,

%

угловой

мин срад

5Р, 5PR ± 1 ± 60 ± 1,8 5 Не нормируют

ЮР, 10PR ± 3 Не нормируют Не нормируют 10 Не нормируют

TPY ± 1 ± 6 0 ± 1,8 10 ет а х ^ °TPZ ± 1 180 ± 18 5,3 ± 0,6 10 eacmax * ™

П р и м е ч а н и е — Оценку работоспособности трансформаторов тока для защиты в переходных режимах можно выполнить по рекомендациям приложения Б.

6.7.4 Для трансформаторов с ответвлениями класс точности, номинальная нагрузка и номиналь­ный коэффициент безопасности или номинальная предельная кратность, а для трансформаторов, предназначенных для работы в переходных режимах, также коэффициент переходного режима Кп р ном должны быть указаны для каждого ответвления в эксплуатационной документации на трансформатор конкретного типа.

Для трансформаторов, у которых изменение коэффициента трансформации достигается после­довательно-параллельным соединением секций первичной обмотки, дополнительно указывают все значения номинальных первичных токов с указанием первичного тока, для которого был предназначен трансформатор на предприятии-изготовителе.

67.5 Значение напряжения намагничивания67.5.1 Напряжение намагничивания, определяемое при значении тока намагничивания по фор­

муле (1), должно быть меньше расчетного напряжения намагничивания 17намрасч по формуле (2) для измерительных трансформаторов и больше расчетного напряжения для трансформаторов для защиты

т _ ^2ном^ 2ном“ 100 ’ (1)

^нам.расч ^2honA ^2S U M ’ (^ )

где К — номинальный коэффициент безопасности КБ ном обмоток для измерения или номинальная кратность К ном обмоток для защиты классов Р, PR или К ном • Кп р ном обмоток для защиты классов TPY, TPZ;

е — полная погрешность обмоток для защиты в соответствии с таблицей 6, обмоток для измерения; принимается равной 10 %;

Z2Sum — полное сопротивление ветви вторичного тока без учета индуктивности рассеяния вторич­ной обмотки, определяемое по формуле

Z 2SUM = >/(R 2 + Z 2hom co s Ф г )2 + (^ 2 н о м s in ф2 )2 - (3 )

67.5.2 По требованию заказчика может быть предоставлена ВАХ в табличном или графическом виде с указанием контрольных точек.

67.5.3 Фактические значения напряжения и тока намагничивания вторичных обмоток должны быть указаны в паспорте на трансформатор.ю

ПНСТ 283—2018

6.7.6 Фактическое значение коэффициента остаточной намагниченности указывают в паспорте трансформатора.

6.8 Требование к нагреву — по ПНСТ 282— 2018, подраздел 6.8, со следующими дополнительны­ми условиями:

а) наибольший рабочий первичный ток должен быть равен номинальному первичному току или в зависимости от перегрузочной способности может быть больше номинального первичного тока на 20 %, 50 % или 100 %;

б) трансформаторы с наибольшим рабочим первичным током, равным номинальному первичному току, должны выдерживать повышение первичного тока на 20 % суммарной продолжительностью не более 2 ч в неделю;

в) для трансформатора с обмотками, имеющими различные номинальные первичные токи, наи­больший рабочий первичный ток трансформатора устанавливают по наименьшему значению номи­нального первичного значения тока обмотки с учетом длительного перегрева.

6.9 Требования к стойкости при токах короткого замыкания

6.9.1 Трансформаторы тока должны быть устойчивыми к электродинамическому и термическому воздействиям токов короткого замыкания, параметры которых не превышают установленных значений:

а) тока электродинамической стойкости /д или его кратности Кд по отношению к амплитуде номи­нального первичного тока;

б) тока термической стойкости 1Т или его кратности Кт по отношению к номинальному первичномутоку;

в) времени протекания тока короткого замыкания fK, равного:1) 3 с — для трансформаторов на номинальные напряжения до 220 кВ включительно;2) 2 с — для трансформаторов на номинальные напряжения выше 220 кВ.6.9.2 Значения тока электродинамической стойкости /д и тока термической стойкости 1Т должны

соответствовать следующему условию:

ог т J _|_ 0 '̂ном *Р л/2/г- (4)

П р и м е ч а н и е — Для трансформаторов, для которых постоянная времени первичного тока Тр не задана, она принимается равной 45 мс.

6.9.3 В стандартах на трансформаторы конкретных типов должны быть установлены: значение тока термической стойкости или его кратность к номинальному току, время протекания тока, а также значение тока электродинамической стойкости или его кратность к номинальному току.

6.9.4 К шинным, встроенным и разъемным трансформаторам требование по электродинамиче­ской стойкости не предъявляют.

6.10 Обозначение выводов обмоток

Выводы первичных и вторичных обмоток и вторичные обмотки трансформаторов следует обозна­чать в соответствии с таблицей 7.

Линейные выводы первичной обмотки, а также соответствующие им стороны шинных, встроенных и разъемных трансформаторов, не имеющих собственной первичной обмотки, обозначают Л1 и Л2.

Обозначения наносят таким образом, чтобы в один и тот же момент времени выводы Л ^ ...,Нп и И1......Ип имели одинаковую полярность, т. е. чтобы при направлении тока в первичной обмоткеот Л1, Н1..... Нл к К1, К2, ..., Л2 вторичный ток проходил по внешней цепи (приборам) от И1 к И2........И„.

Обозначения выполняют прописными буквами русского алфавита в сочетании с цифрами. Цифры располагают в одну строку с буквами (например, Л1) или в индексе (например, Л.,).

Допускается использовать обозначения латинскими буквами, например для вторичных обмоток S1— S2, для первичных обмоток Р1— Р2.

11

ПНСТ 283—2018

Т а б л и ц а 7 — Обозначения выводов и обмоток трансформаторов

Обмотка трансформатора Обозначение выводов и обмоток

Первичная С одной секцией С несколькими секциями

Л1 Л-, Л., К.,

н 2 к 2

н „__________ л 2Вторичная Трансформатор с одной вторичной обмоткой:

без ответвлений с ответвлениями

пИ И2

p r ' i r y 'v ___ /^ |

И, И2 и „

Трансформатор с несколькими вторичными обмотками:

без ответвлений с ответвлениями

п п1И 1 1И2 2И1 2И2

___ i^ j

ЗИ-, ЗИ2 ЗИ„

6.11 Требования к конструкции — по ПНСТ 282— 2018, подраздел 6.11.6.12 Требования к надежности — по ПНСТ 282— 2018, подраздел 6.12.6.13 Ком плектность — по ПНСТ 282— 2018, подраздел 6.13.6.14 М аркировка — по ПНСТ 282— 2018, подраздел 6.14. При этом на табличке должны быть ука ­

заны следующ ие параметры:а) номер вторичной обмотки (только для трансф орм аторов с двумя или более вторичными обмот­

ками);б) номинальный коэф ф ициент трансф орм ации обмоток (в виде отнош ения ном инальны х первич­

ны х и вторичных токов).

П р и м е ч а н и я1 Для трансформаторов, у которых коэффициент трансформации изменяется путем изменения числа витков

первичных обмоток, номинальные первичные токи указывают через тире «— », например 300—600— 1200/5 А.2 Для трансформаторов, у которых коэффициент трансформации изменяется путем изменения числа витков

вторичных обмоток, номинальные первичные токи указывают через косую черту, например, 300/600/1200/5 А;

в) класс точности для вторичных обмоток согласно 6.7;г) номинальный коэф ф ициент безопасности К в ном (для вторичных обмоток, предназначенных для

измерения);д) значение номинальной предельной кратности К ном (для вторичны х обмоток, предназначенных

для защ иты);е) номинальная вторичная нагрузка S2hom или Z 2hom, В А или О м ;ж) диапазон токов, для которых нормированы метрологические характеристики (при использова­

нии расш иренного диапазона, например 0,1-5-200 %■ / 1ном);и) номинальный коэф ф ициент переходного режима К п ном (для классов ТРУ, TPZ).Для трансф орм аторов с ответвлениями на вторичных обмотках метрологические параметры ука­

зы ваю т для каждого ответвления.При недостатке места на табличке допускается данные наносить в сочетании и последователь­

ности согласно следую щ им примерам:

5Р/30 10 (номинальный класс точности 5Р, номинальная вторичная нагрузка 30 В А, номинальная предельная кратность 10);

0,5/20 10 (номинальный класс точности 0,5, номинальная вторичная нагрузка 20 В А, номинальный коэффициент безопасности 10).

6.15 Упаковка — по ПНСТ 282— 2018, подраздел 6.15.

12

ПНСТ 283—2018

7 Требования безопасности

Требования безопасности — в соответствии с ПНСТ 282—2018, раздел 7.

8 Правила приемки

Правила приемки — в соответствии с ПНСТ 282—2018, раздел 8. При этом для трансформаторов тока устанавливают испытания по таблице 8.

Т а б л и ц а 8 — Испытания для трансформаторов тока

Наименование испытания и проверки

Необходимость проведения испытаний Техни-ческие

требова­ния

Методкон­

троляПНСТв целях

утвержде­ния типа

квали­фикаци­онных

приемо-сдаточ­

ных

перио­диче­ских

1 Проверка на соответствие требованиям сборочного чертежа

+ + + + 6.1;6.10

9.1 ПНСТ 282— 2018

2 Испытание электрической прочности изоляции первич­ной обмотки одноминутным напряжением промышлен­ной частоты

+ + + 6.4.1 9.2.1 ПНСТ 282— 2018

3 Испытание электрической прочности изоляции первичной обмотки одноминутным напря­жением промышленной часто­ты газонаполненных транс­форматоров при избыточном давлении газа, равном нулю

+ 6.4.9 9.2.10 ПНСТ 282— 2018

4 Испытание электрической прочности изоляции напря­жениями грозовых импульсов

+ 6.4.1 9.2.1 ПНСТ 282— 2018

5 Испытание электриче­ской прочности изоляции первичной обмотки транс­форматоров номинальным напряжением 330 кВ и выше напряжением коммутацион­ного импульса

+ 6.4.1 9.2.1 ПНСТ 282— 2018

6 Испытание внутренней изоляции первичной об­мотки маслонаполненных трансформаторов на стой­кость к тепловому пробою

о 6.4.2 9.2.2 ПНСТ 282— 2018

7 Испытания электрической прочности изоляции вторич­ных обмоток одноминутным напряжением промышлен­ной частоты

+ + + 6.4.3 9.2.3 ПНСТ 282— 2018,ПНСТ 283— 2018

8 Измерение сопротивления изоляции обмоток

- + + + 6.4.4 9.2.4 ПНСТ 282— 2018

9 Испытание изоляции пер­вичной обмотки маслонапол­ненных трансформаторов номинальным напряжением 330 кВ и выше многократны­ми срезанными импульсами

о 6.4.5 9.2.5 ПНСТ 282— 2018

13

ПНСТ 283— 2018

Продолжение таблицы 8

Необходимость проведения испытаний Техни- Методкон­

троля

Наименование испытания и проверки

в целях утвержде­ния типа

квали­фикаци­онных

приемо­сдаточ­

ных

перио­диче­ских

ческиетребова­

ния

п нет

10 Измерение уровня ча­стичных разрядов

- + + + 6.4.6 9.2.6 ПНСТ 282— 2018

11 Измерение тангенса угла диэлектрических потерь масляной и маслобарьер­ной изоляции первичной об­мотки трансформаторов

+ + + 6.4.7 9.2.7 ПНСТ 282— 2018

12 Испытание масла масля­ных трансформаторов:

- определение пробивного напряжения

- + + + 6.4.7 9.2.8 ПНСТ 282— 2018

- определение тангенса угла диэлектрических потерь масла

— + + + 6.4.7 9.2.8 ПНСТ 282— 2018

- определение влаго- и газо- содержания (хроматографи­ческий анализ)

+ + 6.11.2.1 ПНСТ 282— 2018

13 Проверка длины пути утечки внешней изоляции

- + - - 6.4.8 9.2.9 ПНСТ 282— 2018

14 Измерение сопротивле­ния вторичных обмоток по­стоянному току

+ + + + 6.5 9.5 ПНСТ 282— 2018

15 Испытание внешней изо­ляции в отношении уровня радиопомех

+ 6.6 9.3 ПНСТ 282— 2018

16 Определение количе­ственной утечки газа газона­полненных трансформаторов

+ + + 6.11.3.2 9.4 ПНСТ 282— 2018

17 Испытание маслонапол­ненных трансформаторов на герметичность

+ + + 6.11.2.1 9.6 ПНСТ 282— 2018

18 Испытания на устойчи­вость к воздействию клима­тических факторов внешней среды

+ + о 6.2.1 9.7 ПНСТ 282— 2018

19 Испытания на устойчи­вость к воздействию меха­нических факторов

+ о 6.2.5 9.7 ПНСТ 282— 2018

20 Испытание на прочность при транспортировании

- + - - 6.15.2;10.1

9.8 ПНСТ 282— 2018

21 Испытание упаковки на сбрасывание

- + - - 6.15.2;10.1

9.9 ПНСТ 282— 2018

22 Подтверждение средней наработки до отказа1)

- - - + 6.12.1 9.13 ПНСТ 282— 2018

23 Испытание на степень защиты оболочек

- + - - 7.3 9.11 ПНСТ 282— 2018

24 Испытание на внутрен­нее дуговое короткое замы­кание трансформаторов

+ 6.11.6 9.10 ПНСТ 282— 2018

14

ПНСТ 283— 2018

Окончание таблицы 8

Наименование испытания и проверки

Необходимость проведения испытаний Техни-ческие

требова­ния

Методкон­

троляПНСТв целях

утвержде­ния типа

квали­фикаци­онных

приемо­сдаточ­

ных

перио­диче­ских

25 Испытание газонапол­ненных трансформаторов повышенным давлением

+ + + 6.11.3.6 9.12 ПНСТ 282— 2018

26 Испытание на нагрев при продолжительном режиме работы

+ 6.8 9.14 ПНСТ 282— 2018,ПНСТ 283— 2018

27 Испытания междувитко- вой изоляции

- + + + 6.4 9.2 ПНСТ 283— 2018

28 Проверка полярности + + + + 6.10 9.15 ПНСТ 283— 2018

29 Определение погрешно­стей

+ + + + 6.7.2;6.7.3

9.15 ПНСТ 283— 2018

30 Проверка предельной кратности (определение полной погрешности) вто­ричных обмоток для защиты

+ + + 5.1;6.7.3

9.16 ПНСТ 283— 2018

31 Проверка коэффициента безопасности вторичных об­моток для измерений

+ + + 5.1 9.16 ПНСТ 283— 2018

32 Определение напряже­ния намагничивания вторич­ных обмоток (ВАХ)

+ + + + 6.7.5 9.17 ПНСТ 283— 2018

33 Испытание на стойкость к токам короткого замыка­ния (испытания на электро­динамическую и термиче­скую стойкость)

+ 6.9 9.18 ПНСТ 283— 2018

34 Определение коэффи­циента остаточной намагни­ченности КТ

+ + + + 5.1 В.1.1 ПНСТ 283— 2018,п р ил о ж е - ние В

35 Определение индуктив­ности намагничивания Lm и постоянной времени Ts

+ + + + 5.1 В.1.2 ПНСТ 283— 2018,п р ил о ж е - ние В

36 Определение погрешно­сти в переходном режиме короткого замыкания

+ + + 6.7.3 В.2 ПНСТ 283— 2018,п р ил о ж е - ние В

1> Подтверждение средней наработки до отказа первый раз проводят через 10 лет после начала серийного производства, затем — не реже одного раза в 5 лет.

П р и м е ч а н и е — Знак «+» означает, что испытание проводят; знак «-» — не проводят, буква «О» означает, что испытание проводят, если это указано в стандарте на трансформатор конкретного типа.

9 Методы контроля

9.1 Проверка на соответствие требованиям сборочного чертежа по ПНСТ 282—2018, подраздел

15

ПНСТ 283—2018

9.2 Испытание изоляции — по ПНСТ 282—2018, подраздел 9.2, и с учетом следующих дополни­тельных условий испытания междувитковой изоляции:

а) при испытаниях междувитковой изоляции испытуемая вторичная обмотка должна быть разом­кнута, а остальные вторичные обмотки (при наличии) — замкнуты накоротко; через первичную обмотку трансформатора пропускают ток, значение которого определяют в соответствии с требованиями 6.4.

П р и м е ч а н и е — Целью настоящего испытания является не воспроизведение условий работы транс­форматора при разомкнутой вторичной цепи, а проверка качества междувитковой изоляции, поэтому форму волны тока и напряжения не нормируют. Допускается проведение испытания при нескольких одновременно разомкнутых вторичных обмотках, если сравнительными испытаниями на одной и той же установке доказано, что результаты испытаний не ухудшаются;

б) допускается имитировать первичную обмотку трансформатора одним или несколькими витками провода, при этом за номинальный первичный ток принимают такое значение, при котором сохраняется значение номинальных ампервитков;

в) индуктируемое во вторичной обмотке напряжение допускается определять:1) непосредственным измерением напряжения на выводах испытуемой вторичной обмотки;2) измерением напряжения на выводах первичной или «контрольной» обмотки, наложенной

временно поверх испытуемой обмотки, и умножением измеренного значения напряжения на отношение чисел витков вторичной или контрольной и первичной обмоток;

г) первичный ток (действующее значение) следует измерять трансформатором тока и амперме­тром классов точности не ниже 1.

Трансформатор считают выдержавшим испытание, если в процессе испытания междувитковой изоляции вторичных обмоток не произошло резкого увеличения первичного тока или уменьшения ин­дуктируемого напряжения.

Напряжение, индуктируемое во вторичной обмотке (амплитудное значение), следует определять с погрешностью не более 10 % приборами, имеющими высокое входное сопротивление, например электронным вольтметром или электронно-лучевым или цифровым осциллографом с делителем на­пряжения. Допускается использовать для измерения напряжения вольтметр, реагирующий на ампли­тудное значение напряжения, но градуируемый в действующих значениях синусоидальной кривой. В этом случае напряжение, показываемое прибором, должно быть умножено на 72 .

Допускается вместо измерения тока ограничиваться контролем за его изменением в случае, когда определяющей величиной при испытании является амплитудное значение напряжения, и аналогично допускается вместо измерения напряжения ограничиваться контролем за его изменением в случае, когда определяющей величиной при испытании является первичный ток.

9.3 Испытание на радиопомехи — по ПНСТ 282—2018, подраздел 9.8.9.4 Определение количественной утечки газа газонаполненных трансформаторов — по

ПНСТ 282—2018, подраздел 9.4.9.5 Измерение сопротивления вторичных обмоток постоянному току — по ПНСТ 282—2018, пункт

9.5.9.6 Испытание маслонаполненных трансформаторов на герметичность — по ПНСТ 282—2018,

пункт 9.6.9.7 Испытания на устойчивость к воздействию климатических факторов внешней среды и механи­

ческим внешним воздействующим факторам — по ПНСТ 282—2018, пункт 9.7.9.8 Испытание на прочность при транспортировании — по ПНСТ 282—2018, подраздел 9.8.9.9 Испытание упаковки на сбрасывание — по ПНСТ 282—2018, подраздел 9.9.9.10 Испытание на внутреннее дуговое короткое замыкание трансформаторов — по

ПНСТ 282—2018, подраздел 9.10.9.11 Испытание на степень защиты оболочек — по ПНСТ 282—2018, подраздел 9.11.9.12 Испытание газонаполненных трансформаторов повышенным давлением — по

ПНСТ 282—2018, подраздел 9.12.9.13 Подтверждение средней наработки до отказа — по ПНСТ 282—2018, пункт 9.13.

9.14 Испытание на нагрев9.14.1 Трансформаторы испытывают по ГОСТ 8024 при наибольшем рабочем первичном токе.9.14.2 Испытание проводят при нормальной температуре испытаний по ГОСТ 15150, если в стан­

дартах на трансформаторы конкретных типов не предусмотрены иные условия.

16

ПНСТ 283—2018

9.14.3 При испытании трансформаторов, имеющих собственную первичную обмотку, ток к выво­дам первичной обмотки следует подводить проводами или шинами длиной не менее 1,5 м.

Трансформаторы, предназначенные для эксплуатации с конкретным типом провода или шины, допускается испытывать без учета температуры проводников, подводящих ток к первичной обмотке. В этом случае проводники, подводящие ток при испытании, должны соответствовать условиям их экс­плуатации.

9.14.4 Шинные, втулочные, встроенные и разъемные трансформаторы испытывают в первичном токоведущем контуре, размеры которого должны быть установлены в стандартах на трансформаторы конкретных типов.

9.14.5 Трансформаторы с несколькими коэффициентами трансформации, получаемыми пере­ключением секций первичной обмотки, испытывают при всех коэффициентах трансформации.

9.14.6 Вторичные обмотки трансформаторов при испытании должны быть замкнуты на номиналь­ную нагрузку.

9.14.7 Значения превышения температур обмоток трансформаторов на частоту 60 Гц следует корректировать следующим образом:

а) для трансформаторов до 1000 А или для трансформаторов без собственной первичной обмот­ки на любые номинальные токи

Л7бо = 1 >05ДГ50, (5)где Д760 — превышение температуры, соответствующее частоте 60 Гц;

Д7"50 — превышение температуры, определенное опытным путем при частоте 50 Гц;б) для трансформаторов с собственной первичной обмоткой на номинальные токи свыше 1000 А

ЛТбо = 1.1 (6)

9.15 Определение погрешностей9.15.1 Проверка полярности и определение токовых и угловых погрешностей9.15.1.1 Проверку полярности и определение токовых и угловых погрешностей проводят на транс­

форматорах, подвергнутых размагничиванию. Методы размагничивания, проверка полярности и опре­деление погрешностей — по ГОСТ 8.217.

Определение погрешностей проводят на каждой вторичной обмотке.Если обмотке присвоено несколько классов точности и/или несколько нагрузок, то при приемо­

сдаточных испытаниях определение погрешностей допускается проводить только в высшем классе точности в условиях, согласованных с потребителем, а при других видах испытаний — во всех классах точности и при всех нагрузках, установленных в стандарте на данный трансформатор.

Методика измерения погрешностей трансформаторов тока с расширенным диапазоном рабочих токов приведена в приложении Г.

9.15.1.2 Погрешность испытуемой обмотки каскадных трансформаторов следует определять при минимальном и максимальном значениях нагрузок, подключенных одновременно ко всем вторичным обмоткам.

9.15.1.3 При квалификационных и типовых испытаниях и в целях утверждения типа погрешности следует определять в первичном токоведущем контуре согласно рисунку 1.

Если возможности испытательной установки не позволяют обеспечить требуемые геометрические размеры А и Б, то размеры А и Б могут быть уменьшены до 10-кратного расстояния от оси проводника стоком до средней линии магнитопровода.

При приемо-сдаточных испытаниях допускается уменьшение размеров контура, если при квали­фикационных и типовых испытаниях или в целях утверждения типа установлено, что разница в значе­ниях погрешностей не превышает 25 % нормируемых значений.

17

ПНСТ 283—2018

1

а

1

сооS'

ооSbi

1 — испытуемый трансформатор

Рисунок 1

9.15.1.4 Погрешности шинных, втулочных, встроенных и разъемных трансформаторов на номи­нальные токи свыше 2000 А при приемо-сдаточных испытаниях допускается определять с первичной обмоткой, состоящей из нескольких витков, и при соответственно уменьшенном значении номинально­го тока (таким образом, чтобы значение номинальных ампервитков оставалось неизменным), если при квалификационных и типовых испытаниях или в целях утверждения типа установлено, что разница в значениях погрешностей, измеренных подобным образом и при условиях установки трансформатора согласно 9.15.1.3, не превышает 25 % нормируемых значений. Месторасположение витков первичной обмотки должно быть указано в стандарте на трансформатор конкретного типа.

9.15.2 При необходимости проверки стабильности метрологических характеристик в качестве крите­рия успешности других испытаний ее следует проводить непосредственным определением погрешностей или проверкой контрольных точек на ВАХ согласно 9.17. Значение допустимого изменения погрешностей или контрольных точек должно быть установлено в стандарте на трансформатор конкретного типа.

9.15.3 При приемо-сдаточных испытаниях погрешности допускается измерять при меньшем числе значений токов и нагрузок, чем указано в 6.7 (таблица 5), если это обосновано результатами квалифи­кационных и типовых испытаний или в целях утверждения типа.

9.16 Проверка предельной кратности и коэффициента безопасности9.16.1 Проверку предельной кратности и коэффициента безопасности следует проводить по схе­

ме, приведенной на рисунке 2.К элементам схемы предъявляют следующие требования:а) коэффициенты трансформации трансформаторов ТТПО и ТТПИ должны быть такими, чтобы

выполнялось условие по формуле (7)

где п0 — коэффициент трансформации ТТО; ппо — коэффициент трансформации ТТПО; пи — коэффициент трансформации ТТИ; пт — коэффициент трансформации ТТПИ.

Если образцовый трансформатор имеет коэффициент трансформации, при котором выполняется условие п0 = пипт, то промежуточный трансформатор в его цепи может отсутствовать;

б) амперметры А1 и А2 должны измерять действующие значения тока.Амперметр А2 должен иметь малое внутреннее сопротивление.Класс точности амперметров должен быть не ниже 1.Класс точности промежуточных трансформаторов должен быть не ниже 0,5.Образцовый трансформатор должен иметь:- класс точности не ниже 0,5 или полную погрешность не более 0,5 % при испытании вторичной

обмотки класса 5Р;- класс точности не ниже 1 или полную погрешность не более 1 % при испытании вторичной об­

мотки класса ЮР;

18

ПНСТ 283—2018

ТТО — образцовый трансформатор тока; ТТИ — испытуемый трансформатор тока; ТТПИ — промежуточный трансформатор тока, находящийся в цепи испытуемого трансформатора тока; ТТПО — промежуточный трансформатор тока, находящийся в

цепи образцового трансформатора тока; А1 — амперметр для измерения испытательного тока; А2 — амперметр для измерения тока погрешности; Z2 — вторичная нагрузка в цепи испытуемого трансформатора тока

Рисунок 2

в) значение нагрузки и ее коэффициент мощности должны быть выбраны так, чтобы полное со­противление внешней вторичной цепи испытуемого трансформатора (включая сопротивление прово­дов и промежуточного трансформатора) и ее коэффициент мощности были равны заданным значени­ям (с точностью 5 %).

Через первичные обмотки ТТО и ТТИ пропускают ток частотой (50*21) Гц практически синусои­дальной формы, значение которого соответствует предельной кратности или коэффициенту безопас­ности. Значение первичного тока измеряют амперметром А1.

Полную погрешность е, %, определяют по формуле

е = ^2_100, (8)1А\

где 1М — ток по амперметру А1, А;1А2 — ток по амперметру А2, А.

Не допускается определять ток погрешности как математическую разность испытательного тока и тока, измеренного испытуемым трансформатором. Предел измерения прибора, измеряющего ток по­грешности (амперметра А2 или другого регистрирующего прибора), должен быть выбран таким обра­зом, чтобы измеряемое значение тока погрешности было в средней части предела измерения.

9.16.2 Если испытательная установка и/или нормируемая термическая стойкость испытуемого трансформатора ограничивает длительность протекания требуемого тока, необходимую для успоко­ения амперметров, допускается определять ток другим способом, например осциллографированием.

Для трансформаторов с несколькими номинальными коэффициентами трансформации, получа­емыми переключением секций первичной обмотки при неизменном значении номинальных ампервит- ков, полную погрешность допускается измерять при минимальном коэффициенте трансформации.

9.16.3 Трансформаторы следует испытывать в испытательном контуре согласно рисунку 1. При проверке предельной кратности размеры А и Б не должны быть превышены, а при проверке коэффи­циента безопасности — должны быть не менее установленных значений.

Если возможности испытательной установки не позволяют обеспечить требуемые геометрические размеры А и Б, то размеры А и Б могут быть уменьшены до 10-кратного расстояния от оси проводника стоком до средней линии магнитопровода.

9.16.4 Предельную кратность и коэффициент безопасности допускается проверять другим способом, ко­торый должен быть установлен в стандарте на трансформатор конкретного типа, если при квалификационных и типовых испытаниях или в целях утверждения типа доказано, что этот способ обеспечивает получение резуль­татов, не отличающихся более чем на 10 %, например путем измерения напряжения намагничивания по 9.17.

19

ПНСТ 283—2018

9.17 Определение напряжения намагничивания9.17.1 Перед началом определения напряжения намагничивания трансформатор должен быть

размагничен.9.17.2 Для определения напряжения намагничивания напряжение, приложенное ко вторичным вы­

водам, плавно увеличивают до установления значения тока намагничивания, определяемого по форму­ле (1) в 6.7.5.1. При установившемся значении тока измеряют напряжение намагничивания (7нам на вы­водах вторичной обмотки. Допускается не выполнять подъем напряжения до установившегося значения тока намагничивания, если измеренное напряжение намагничивания равно или больше расчетного.

9.17.3 Источник должен обеспечивать синусоидальную форму напряжения во всем диапазоне из­меряемых токов, включая и те участки кривой намагничивания, где вследствие насыщения трансфор­матора тока форма тока становится несинусоидальной. Для этого источник должен иметь достаточную мощность. Коэффициент амплитуды (отношение амплитудного значения к среднеквадратичному) на­пряжения источника при всех измерениях должен быть в пределах (V 2 + 5 ) % .

9.17.4 Класс точности измерительных приборов — не хуже 0,5. Прибор измерения тока должен обеспечивать правильность измерения на нелинейном участке ВАХ вплоть до значения коэффициента амплитуды тока, равного 3. Прибор для измерения напряжения должен реагировать на средневыпрям- ленное значение; если прибор отградуирован в средневыпрямленных значениях, то показания прибора должны быть умножены на коэффициент 1,11.

9.17.5 Измерение напряжения выполняется непосредственно на выводах испытуемой вторичной обмотки при разомкнутых первичной обмотке и всех остальных выводах вторичных обмоток на данном сердечнике.

9.17.6 ВАХ определятся как совокупность значений напряжений намагничивания для ряда значе­ний токов намагничивания и приводится в табличном или графическом виде с указанием контрольных точек. Предпочтительными являются значения токов 10, 20, 80, 100, 120 % значения тока намагничива­ния, определяемого по формуле (1).

9.18 Испытание на стойкость к токам короткого замыкания9.18.1 Испытание проводят при замкнутых накоротко вторичных обмотках и любом подходящем

для опыта напряжении частотой (50_5 ) Гц пропусканием через первичную обмотку следующих испыта­тельных токов:

а) тока, наибольший пик которого должен быть 1,0 - 1,05/д, начальное действующее значение периодической составляющей которого не должно превышать 1,0 — 1,05/т. Время протекания тока — 3— 10 полупериодов.

Увеличение наибольшего пикового значения тока и/или начального значения периодической со­ставляющей тока допускается по согласованию с изготовителем.

При испытании шинных, втулочных, встроенных и разъемных трансформаторов испытания по на­стоящему перечислению не проводят;

б) тока / 1исп, действующее значение которого в течение времени протекания tH должно быть та­ким, чтобы выполнялось соотношение

^ к М и с п ' и ^ к (9)

Если при времени протекания испытательного тока tw соответствующем времени протекания тока термической стойкости fK, в результате затухания периодической составляющей тока, соотношение (9) не выполняется, допускается увеличить время протекания тока, но не более чем на 5 с.

При наличии технических возможностей испытания по перечислениям а) и б) настоящего пункта могут быть совмещены.

Перед испытанием температура трансформатора должна быть (20±10) °С.9.18.2 Испытание проводят в однофазном испытательном контуре. Размеры и конфигурация кон­

тура при испытании трансформаторов категорий размещения 2, 3, 4 и 5, а также расстояния от выводов первичной обмотки трансформатора до ближайших точек фиксации проводников контура должны соот­ветствовать указанным в стандартах на трансформаторы конкретных типов.

Испытание шинных, втулочных, встроенных и разъемных трансформаторов допускается прово­дить при имитации их первичной обмотки несколькими первичными витками, располагаемыми равно­мерно относительно вторичных обмоток.

20

ПНСТ 283—2018

9.18.3 Трансформатор считают выдержавшим испытание, если:а) не произошло повреждений, препятствующих его дальнейшей работе;б) после охлаждения до температуры (20 ± 10) °С трансформатор выдержал испытания 2, 7, 29

таблицы 8;в) погрешности вторичных обмоток, измеренные после размагничивания, соответствуют установ­

ленным классам точности и не изменились по сравнению с первоначальными более чем на половину значений, установленных для этих классов.

В стандартах на трансформаторы конкретных типов, у которых плотность односекундного тока термической стойкости превышает значения:

а) у трансформаторов частотой 50 Гц:-160 А/мм2 — для медных проводников;-105 А/мм2 — для алюминиевых проводников;б) у трансформаторов частотой 60 Гц:-154 А/мм2 — для медных проводников;-101 А/мм2 — для алюминиевых проводников,должны быть установлены дополнительные критерии, подтверждающие, что трансформатор вы­

держал испытания на стойкость к токам короткого замыкания.

10 Транспортирование и хранение

Транспортирование и хранение — в соответствии с ПНСТ 282—2018, раздел 10.

11 Указания по эксплуатации

Указания по эксплуатации — в соответствии с ПНСТ 282—2018, раздел 11.

12 Гарантии изготовителя

Гарантии изготовителя — в соответствии с ПНСТ 282—2018, раздел 12.

21

ПНСТ 283—2018

Приложение А (справочное)

Допускаемая область погрешностей для трансформаторов различных классов точности

Т а б л и ц а А.1

22

ПНСТ 283—2018

Приложение Б (справочное)

Краткие сведения по работе трансформаторов тока в переходных режимах короткогозамыкания

Б.1 Схема замещения трансформатора тока и основные воздействующие факторы

Схема замещения трансформатора тока приведена на рисунке Б.1. В этой схеме приняты следующие до­пущения: пренебрегают активными потерями в стали сердечника трансформатора и индуктивностью рассеяния первичной обмотки.

R2 L2

i\ — приведенный ко вторичной обмотке первичный ток i1 (/' = , где пном — коэффициент трансформации); /т — токпном

намагничивания, являющийся также и током погрешности /е = /т ; /2 — ток вторичной цепи; Lm — индуктивность намагничивания вторичной обмотки на том участке кривой намагничивания магнитопровода, который можно считать линейным (до начала

насыщения); R2 — сопротивление вторичной обмотки постоянному току; L2 — индуктивность рассеяния вторичной обмотки; RH — сопротивление нагрузки постоянному току; LH — индуктивность нагрузки

Рисунок Б.1 — Расчетная схема

Поведение трансформатора тока в переходном режиме определяют постоянной времени вторичного конту­ра, образуемого индуктивностью вторичного контура, и суммарным активным сопротивлением контура

Т5 Ls_Rs

(Б.1)

где Ls — суммарная индуктивность вторичного контура

где Lm — в соответствии с В. 1.2 приложения В;L2 — индуктивность рассеяния вторичной обмотки (в большинстве случаев ею можно пренебречь); /_н — индуктивность нагрузки;Rs — фактическое суммарное сопротивление вторичного контура постоянному току

(Б.2)

Rs ~ R2 + Rh- (Б.З)

Относительно тока в первичной цепи в переходном режиме приняты следующие допущения:- отсутствуют составляющие второй и последующих гармоник;- не учитывается изменение амплитуды периодической составляющей тока (первой гармоники) в ходе пере­

ходного процесса (например, действием АРВ генераторов и вследствие электромеханических переходных про­цессов).

Ток в первичной цепи в переходном режиме характеризуется, кроме эффективного значения периодической составляющей, наличием апериодической составляющей (на рисунке Б.2 значения тока переходного режима при­ведены в относительных единицах, считая за единицу амплитуду периодической составляющей тока).

Количественно характеристики апериодической составляющей определяются двумя параметрами: фазой периодической (синусоидальной) составляющей тока в момент его возникновения срнач и постоянной времени за­тухания апериодической составляющей тока Тр в сети, в которую включена первичная обмотка трансформатора.

' i ( 0 =1-1̂ 2

_t_Тр sinсрнач - sin(co ■ t + срнач) k (Б.4)

23

ПНСТ 283—2018

где со — угловая частота, соответствующая номинальной частоте напряжения сети fH0M:

“ = 2я н̂ом- (Б-5)Для целей разработки и производства трансформаторов тока, наиболее удовлетворяющих требованиям

работы в переходных режимах короткого замыкания, рассматривают в качестве наиболее тяжелого случая ток первичной обмотки с максимальным содержанием апериодической составляющей. Под максимальной аперио­дической составляющей тока имеется в виду такая апериодическая составляющая, начальное значение которой равно амплитудному значению периодической составляющей тока.

Для этого случая выражение для тока будет следующим:

' i ( 0Iyj2_

пноме тр -cos(co-f) (Б.6)

гдеД — действующее значение периодической составляющей первичного тока; t — текущее время.

П р и м е ч а н и е — В общем случае в первичном токе может содержаться несколько составляющих тока с разными постоянными времени затухания апериодических составляющих. В таких случаях можно применить принцип наложения, вычисляя соответствующие составляющие магнитного потока от каждой составляющей тока и определяя результат как сумму составляющих, либо использовать эквивалентную постоянную времени, например в соответствии с формулой

Тр.э -Х/(=/н./г Тр.к

'L l jH .k(Б.7)

где Трз — эквивалентная постоянная времени;/ н к — начальное значение к-й апериодической составляющей тока;ТРк — значение к-\л постоянной времени; п — число составляющих.

Продолжительность переходного процесса определяется постоянной времени затухания апериодической составляющей тока первичной обмотки.

Рисунок Б.2 — Ток при коротком замыкании в сети

Графически постоянная времени затухания апериодической составляющей первичного тока представля­ет собой отрезок оси времени, отсекаемый касательной к апериодической составляющей, или время уменьше­ния начального значения апериодической составляющей в е раз, где е — основание натурального логарифма.

24

ПНСТ 283—2018

Сведения о численных значениях постоянной времени затухания апериодической составляющей первичного тока при различных случаях коротких замыканий приведены в ГОСТ Р 52735. Номинальное значение постоянной времени затухания апериодической составляющей первичного тока указывают в стандартах на конкретные типы трансформаторов и в эксплуатационной документации.

Б.2 Выражения для потокосцепления и тока погрешности

Процессы в схеме на рисунке Б.1 характеризует следующее уравнение:

d'm _ iL2 + Q di t i - im

dt Ls dt 7S(Б.8)

Учитывая, что индуктивность ветви вторичного тока в большинстве случаев много меньше индуктивности намагничивания, т. е. L2 + LH <к Ls, можно пренебречь для упрощения первым членом в правой части уравнения и рассматривать уравнения для тока намагничивания и потокосцепления магнитопровода в следующем виде:

dt

d4>dt

Rs / . . \ i - i m .Ts

(Б.9)

(Б.10)

Для установившегося режима первичного тока решениями будут:

WO = - 7m.maxsin(“ f); (Б.11)

где

¥ ( /) = - xPmaxsin(coO

ц4г .

“ " h o m e s ’

Ш - V 2 R ,Т т а х -

лном®

(Б.12)

(Б.13)

(Б.14)

Для переходного режима удобно выразить решение в безразмерной форме в виде переходного коэффици­ента, приняв за базовые значения амплитудные значения установившегося режима. Безразмерная функция вре­мени будет одинаковой и для тока погрешности, и для потокосцепления

^п.р (0 - 'т ( 0W max

П ) (Б.15)

Полное решение для К п Jt) составит:

is юТ-r Ts e rPсо T.

1 + (co7s)2■>/l + K s ) 2 sin со ■ t + arctg

со 7,s j(Б.16)

П р и м е ч а н и е — Начальные условия считают нулевыми, т. е. пренебрегают остаточной намагничен­ностью, зависящей от предыстории, так как к трансформаторам тока, предназначенным для работы в условиях переходного режима короткого замыкания, предъявляют специальные требования по ограничению остаточной намагниченности.

После упрощений, связанных с тем, что, как правило, со • 73» 1, выражение принимает вид:( ± _

i.p | ~ ^к , Р«) = 0 - е ,р - е -s in (cot). (Б.17)

В приведенном примере 7р = 45 мс, 7S = 318 мс. Значение 7S соответствует полной погрешности трансфор­матора, равной 1 % при периодическом токе. Мгновенное значение погрешности переходного режима в каждый момент времени принимает значение большее, по сравнению с амплитудой полной погрешности установившегося режима, в Кп р(() раз и максимум мгновенной погрешности соответствует Кп р тах (см. рисунок Б.З).

25

ПНСТ 283—2018

Рисунок Б.З — Пример изменения потокосцепления во времени

Для упрощения определения максимального значения Кп р тах можно принять его равным максимуму огиба­ющей линии к линии Кп p(f). Выражение для огибающей:

К - Ю7РГ3''п.р.огиб \1 ) ~ т -т/р — / ое Гр - е + 1. (Б.18)

Момент наступления максимума огибающей равен:

t„TPTS In-

7р ~TS Ts(Б.19)

и значение максимума определяют по выражению (Б.18) подстановкой (Б.19). После преобразований:

т, Тр_

К, _ coTpTsп.р.тах т т

' р s

( т 1'р т,-тР ( т \'рч 7-8, ч 7"s ч

П-Гр+ 1. (Б.20)

Фактически коэффициент Кп p(f) показывает, во сколько раз апериодическая составляющая тока короткого замыкания увеличивает потокосцепление по сравнению с тем, какое было бы при периодическом токе при той же нагрузке. В номинальных данных трансформатора есть коэффициент Кп р норм, который характеризует точку на вольтамперной характеристике трансформатора, до которой изготовитель должен обеспечить отсутствие насыще­ния при всех прочих параметрах, равных номинальным. Условием отсутствия насыщения трансформатора в эксплу­атации при конкретных параметрах нагрузки и первичной сети, которые могут отличаться от номинальных, является

Ж п р ном >1, (Б.21)^п.р.тах

26

ПНСТ 283—2018

где А — коэффициент, учитывающий соотношение между номинальными параметрами трансформатора тока и реальными параметрами в месте его установки:

А = ((j1hohA homv(R2 + Rh.i , sin ср hi

4 .з^ ( ^ 2 + ^н.факт) + ю (^-2 + ^-н.факт)

(Б.22)

гд е /к з — реальное значение периодической составляющей тока первичной обмотки при коротком замыкании;RH норм и RH факт — номинальное и фактическое сопротивления нагрузки постоянному току;ZH норм ' s'ncPH ном и -̂н факт — номинальная и фактическая индуктивные составляющие сопротивления нагрузки;R2 — сопротивление вторичной обмотки постоянному току;L2 — индуктивность рассеяния вторичной обмотки (если ею нельзя пренебречь).

В тех случаях, когда это условие (Б.21) не удается выполнить, потребителю важно знать время до насыще­ния. Оно определяется из уравнения:

Кп.р.огиб(*)-Л/<п.р.ном = 0. (Б.23)

Ввиду трансцендентности выражения (Б. 18) для К прогиб (t) точное решение уравнения может быть найдено численными методами, например методом последовательных приближений. Для приближенной оценки времени до насыщения (fHac) может быть применено упрощенное выражение:

tuar = Л п -со7~

— ̂ ^п.р.НОМ + 1(Б.24)

где Т — наименьшее из двух значений постоянных времени Тр и Ts.Выражение (Б.24) имеет решение при условии соблюдения двух неравенств:

со 7 + 1 >АК.П.р.НОМ1

^П.р.НОМ >1-

(Б.25)

(Б.26)

При подстановке реальных значений они могут не всегда быть удовлетворены. Невыполнение первого нера­венства (Б.25) имеет тот физический смысл, что точка пересечения кривой изменения потокосцепления с уровнем насыщения отсутствует, то есть насыщения не наступает и соответственно не существует и время насыщения.

При невыполнении второго неравенства (Б.26) точка пересечения уровня насыщения с огибающей кривой из­менения потокосцепления находится в отрицательной области оси времени, так как уровень насыщения меньше, чем амплитуда периодической составляющей потокосцепления. В этом случае А < 1 и сердечник трансформатора будет насыщаться знакопеременно на каждый полупериод тока промышленной частоты. Использование трансформатора тока в таких условиях не допустимо, т. к. ток предельной кратности меньше действующего тока короткого замыкания.

Выражение (Б.24) дает несколько меньшее значение времени до насыщения, чем точное решение уравне­ния (Б.23), что гарантированно обеспечивает отсутствие насыщения трансформатора тока до этого времени. Если требуется более точная оценка, следует применять другие, например численные, методы для решения уравнений (Б.9) и (Б.10).

Б.З Работа в циклах АПВДля трансформаторов тока, предназначенных для установки в тех точках сетей, где возможно применение

при коротких замыканиях автоматического повторного включения (АПВ), нормируется стандартный цикл, состоя­щий из двух коротких замыканий и бестоковой паузы между ними (см. рисунок Б.4). В качестве наиболее тяжелых условий рассматриваются такие, когда в обоих коротких замыканиях апериодическая составляющая имеет наи­большее значение и одну и ту же полярность. При этих условиях трансформатор считают удовлетворяющим нор­мированным требованиям, если он выдерживает показатели, характеризующие класс точности, при всех длитель­ностях коротких замыканий, не превышающих нормированных значений fK3l и fK32 и при длительности бестоковой паузы не меньше нормированного значения £бт.

Весь промежуток времени работы трансформатора в этом случае состоит из нескольких интервалов. Каж­дый из интервалов времени может рассматриваться по отдельности, но с учетом начальных условий, созданных в результате процесса во время предыдущего интервала.

Выражение (Б.16), в котором начальные условия предполагались нулевыми, что справедливо для интервала времени (кз1, а для интервала времени fK32 принимает вид:

К п .р ( ') = Кп .р('н<аГрГ8Тр - Д

f-fu,,р - е -s in [c o ( f - fHa4)], (Б.27)

где Кп p(fHa4) — начальное значение;fHa4 — момент начала протекания тока при очередном коротком замыкании в цикле АПВ.

27

ПНСТ 283—2018

Рисунок Б.4 — Работа трансформатора тока в цикле АПВ

Для первого интервала времени fK3l в цикле АПВ также, как и при одиночном коротком замыкании, К пр(0) = 0. Для второго короткого замыкания в цикле АПВ начальный момент времени fHa4 = fK3l + f6T, Кп р((нач) равен тому значе­нию, которым закончилась бестоковая пауза.

Во время бестоковой паузы Кп p(t) изменяется (затухает) по экспоненциальному закону, начиная от такого значения, какое он имел в момент прекращения тока, с постоянной времени вторичного контура, причем отсчет времени идет от начала бестоковой паузы:

f-f*

^п.р (0 _ ^n.p(^K.3l) (Б.28)

Б.4 Выражения для определения погрешностейДля трансформаторов класса TPY нормируется наибольшее значение мгновенной погрешности в переход­

ном режиме етах, %, которое составит:

етах -^п.р.тах 1 qq

C07s(Б.29)

где Кп р тах — максимальное значение Кп (f) во всем интервале времени.Для трансформаторов класса TPZ нормируется периодическая составляющая погрешности еас тах, %, вы­

ражающаяся как:

1еас max _ Ю0- (Б.30)

Полученные значения не должны превышать значений, указанных в таблице 6 настоящего стандарта. Выражения (Б.29) и (Б.30) справедливы только при отсутствии насыщения магнитопровода трансформатора.

Б.5 Работа при достижении уровня насыщенияПоложение о равенстве Кп р(() для тока погрешности и для потокосцепления (Б. 17) справедливо только на

участке кривой намагничивания (вольтамперной характеристики), которую можно считать линейной, т. е. от нуля до начала участка насыщения. При достижении уровня насыщения характер их изменения становится различным. Если насыщение ограничивает рост потокосцепления, то ток погрешности (ток намагничивания) резко возрастает. На рисунке Б.5 приведен тот же пример, что на рисунке Б.4, но с заданным уровнем насыщения, соответствующим *п.р(0 = 9.

28

ПНСТ 283—2018

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 t, с

Рисунок Б.5 — Работа трансформатора тока при наличии насыщения

После момента достижения уровня насыщения процесс во вторичном контуре уже не соответствует выра­жениям (Б .17), (Б.18), (Б.19) до самого конца протекания тока короткого замыкания, несмотря на то, что потокос- цепление может снизиться ниже уровня насыщения раньше. Для бестоковой паузы можно считать применимым выражение (Б.28), с той разницей, что за начальное значение следует принимать уровень насыщения.

Значение времени до насыщения в первом коротком замыкании t'Hac можно определить по выражению (Б.24). Для времени насыщения во втором коротком замыкании f " ac следует учесть начальное значение в момент начала второго короткого замыкания Кп p(f2):

7 In с о - 7

со 7 + Кп.р(12) - Л К п.р.ном +1' (Б 31)

Неравенства (Б.25) и (Б.26) в этом случае принимают вид:

(Б.32)

(Б.33)

со - 7 + 1 > А - KnpH0M- K np(f2),

A X m u - K „ v {t2) > V

Б.6 Эквивалентность расчетных и экспериментальных данныхРасчетные формулы для косвенных испытаний получены в результате предположения об отсутствии влия­

ния магнитных потоков рассеяния и собственных межвитковых и межслоевых емкостей вторичной обмотки. Кроме того, результаты косвенных испытаний могут зависеть от характеристик испытательных стендов и используемых измерительных приборов. Степень влияния всех неучтенных факторов и допустимость применения косвенных методов испытаний при различных видах испытаний, в первую очередь приемо-сдаточных испытаний, может быть оценена путем сравнения значения постоянной времени вторичного контура при номинальной нагрузке 7S, полу­ченного исходя из кривой намагничивания по В.1.2 (приложение В) со значением, полученным из опыта прямых испытаний по В.2 (приложение В). Эти значения не должны отличаться друг от друга более чем на 10 %.

Дополнительно, для наглядности, по результатам опыта прямых испытаний по В.2.2 (приложение В) может быть рассчитан коэффициент эквивалентности

FC= ! ^ , (Б.34)’ прям

образуемый соотношением потокосцеплений, определенных при прямых испытаниях прямым и косвенным ме­тодами. Для обеспечения сравнимости Д'прям и 'P ^ g параметры первичного тока и нагрузки, их определяющие, должны быть одинаковыми.

29

ПНСТ 283—2018

Потокосцепление, как функцию времени по прямому методу определяют по формуле

ч'прЯм(0 = ^ ± ^ 1Н - '1 ( 0 л - (Б.35)''ном^н о

Потокосцепление по косвенному методу определяют как:

4 W t ) = J|"cnf (Rf R" V n.PM . (Б 36)пном“

В этих выражениях: ц(0 — первичный ток, определенный по осциллограмме эталонного трансформатора тока в опыте по В.2.2 (приложение В); / исп — действующее значение периодической составляющей испытательно­го первичного тока. Для вычисления Кп p{t) используют значение постоянной времени затухания апериодической составляющей первичного тока Тр и интервалы времени fK3l, fgT и fK32, определенные по той же осциллограмме опыта. Коэффициент эквивалентности, характеризующий применимость формул настоящего приложения к данно­му трансформатору, а также адекватность характеристик, используемых для косвенных испытаний испытательных стендов, определяется для максимальных значений потокосцеплений и должен быть равен:

Fc = 1,0 ± 0,1. (Б.37)

Б.7 Влияние остаточной намагниченностиПриведенные выше расчетные формулы получены исходя из предположения о нулевых начальных условиях

для решения уравнения (Б.6), что соответствует применению трансформаторов, конструкция которых обеспечи­вает малое значение остаточной намагниченности (классы PR, TPY, TPZ). Трансформаторы тока, в технических данных которых не содержатся требования ограничения остаточной намагниченности (классы Р по настоящему стандарту и классы Р, РХ и ТРХ по ГОСТ Р МЭК 61869-2, которые в части переходных процессов короткого замы­кания являются аналогами класса Р) тоже подвергаются действию переходных процессов. Для того, чтобы учесть этот факт, при применении указанных классов трансформаторов в расчетные формулы настоящего приложения следует подставлять, в качестве начального условия Кп р(0), ожидаемое значение остаточной намагниченности на момент начала короткого замыкания (см. рисунок Б.6).

Считая, в общем случае, для совместимости с математическим аппаратом разделов Б.1— Б.5, что уровень насыщения обозначен гарантированным значением Кп рном, в качестве начального значения в (Б.17) и (Б.18) сле­дует подставить значение Кп р ном ■ Кг

Kn.P{t) = Kn coTpT'sр.ном Кг + т т* Р I о

"Гр sin(cof), (Б.38)

^п.р.огиб (0 — ^п.р.р.ном■кг + - й . е ,р - еj _ 4

+ 1, (Б.39)

где Кт — значение коэффициента остаточной намагниченности на момент начала короткого замыкания (в долях единицы). Для трансформаторов класса Р, для которых не установлен параметр К прном, принимается значение К п р ном = 1.

П р и м е ч а н и е — Для трансформаторов класса ТРХ по ГОСТ Р МЭК 61869-2 также значение К п р ном = 1, а нормируемый для них параметр Кх является аналогом коэффициента предельной кратности К ном.

С учетом этого условие отсутствия насыщения (Б.21) принимает вид:

Л -(1- * г )А .р .н о м ^ (Б.40)^п.р.тах

а выражение (Б.20) для максимума переходного коэффициента принимает вид:

К,п.р.тах = А Кг +юТрТ8 (т Л'р

ts(т Л'р

ТрTS-TP Ts-Tp

т тV 'S ) \ ' s )+ 1. (Б.41)

В эксплуатационной практике для трансформаторов класса Р часто применяют приближенное представле­ние в виде прямоугольной характеристики намагничивания (ПХН). Учитывая, что при таком представлении значе­ние Ts —̂ 00 j выражения (Б.38), (Б.39) и (Б.41) еще более упростятся:

30

ПНСТ 283—2018

Kn.p. ( t ) - A K r +со-ТРf

1 -е гр -s in (c o f) , (Б.42)

и уравнение (Б.23) принимает вид:

^п.р.огиб (t) — А ■ К г + О) Тр 1 -е Гр + 1,

К,п.р.тах ■А • К г + ш- 7 + 1,

(Б.43)

(Б.44)

Л ■ + со ■ ГР ■t \

1 -е - sin (со ■ f) = А, (Б.45)

или по огибающей кривой:/

А ■ + со ■ Гр ■ 1 -е_t_Тр

\

+ 1 = А.

V /

Приближенная оценка времени до насыщения при несоблюдении условия (Б.40):

, _ Т . _______ со ГР_______н а с - Р ' | п ш . 7-р _ у А . (1_ к г ) + 1 -

Неравенства (Б.25) и (Б.26) в этом случае принимают вид:

со ■ Г+ 1 >А ■ (1 - К гу,

А ■ (/\ - К г)> '\ .

(Б.46)

(Б.47)

(Б.48)

(Б.49)

П р и м е ч а н и я1 Приведенная формула при времени до насыщения менее 15 мс завышает требования кТТ, что гарантиро­

ванно обеспечивает отсутствие насыщения ТТ до этого времени. Если требуется более точная оценка, то факти­ческое время до насыщения должно быть рассчитано путем точного решения уравнений (Б.9) и (Б. 10), например численными методами с учетом фактической начальной фазы тока по (Б.6).

2 При несоблюдении неравенства (Б.49) значение (нас по (Б.47) принимает отрицательное значение. Это следует понимать как предупреждение, что уровень насыщения с учетом его сокращения за счет остаточной намаг­ниченности меньше, чем амплитуда периодической составляющей потокосцепления. Для определения реального времени насыщения следует применять методы расчета, упомянутые в примечании 1.

Значение допустимого тока короткого замыкания с учетом сопротивления нагрузки выбирают в соответствии с (Б.22) с таким расчетом, чтобы выполнялось условие (Б.40) или обеспечивалось достаточное время до насыще­ния по (Б.47).

Значение остаточной намагниченности на любой момент времени зависит от всей предыстории трансфор­матора, начиная от операций, совершаемых при вводе его в эксплуатацию, и включая все случаи протекания ава­рийных токов, при каждом из которых состояние остаточной намагниченности магнитопровода может измениться. Поскольку предугадать всю совокупность воздействий, которым может подвергнуться трансформатор, невозмож­но, остаточную намагниченность на момент начала короткого замыкания следует рассматривать как случайную величину.

Статистическая обработка по ГОСТ Р 8.736 данных измерений остаточной намагниченности, проведенных на отдельных присоединениях ОРУ-500 Ростовской АЭС, дала результаты, приведенные в таблице Б.1. Измерения выполнялись прибором СТ Analyzer Omicron на трансформаторах тока типа SAS 550/5G класса ЮР производства TRENCH. Оценивалась только случайная составляющая результатов измерения.

31

ПНСТ 283—2018

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 f, с

Рисунок Б.6 — Характер изменения потокосцепления в трансформаторе тока класса Р при отсутствии насыщения

Т а б л и ц а Б.1 — Оценка доверительных интервалов остаточной намагниченности

Количество измерений (сер­

дечников)N

Значения, % от потокосцепления насыщения

Среднеезначение

А

Дисперсияа

Доверительнаявероятность

Р

КоэффициентСтьюдента

t

Границы доверитель­ного интервала (с окру­глением до целых %)

13 49,41 6,85 0,95 2,179 50 ± 15

- - - 0,99 3,055 50 ± 21

Следует отметить, что максимальное из измеренных значений составляло 86 % уровня насыщения. Такое же значение (86 %) было максимальным при лабораторных экспериментах с остаточной намагниченностью на оте­чественных трансформаторах тока аналогичного класса.

Согласно этим данным значение К{ следует принимать равным 0,65—0,71, а в особо ответственных случа­ях — до 0,86. Приведенные результаты исследований, ввиду их немногочисленности, нельзя считать исчерпываю­щими. Эксплуатирующим организациям следует устанавливать допустимые значения Кг в технической документа­ции на основании более расширенных исследований.

Б.8 Пример расчета времени до насыщения трансформатора тока ТФЗМ-500-2000/1-10РИсходные данные. Суммарный ток однофазного КЗ на шинах ОРУ—500 кВ равен 26900 А. Значения токов в

ветвях, питающих точку КЗ, и постоянные времени затухания апериодических составляющих токов в ветвях при­ведены в таблице Б.2.

Т а б л и ц а Б.2

№ ветви Наименование ветви Т ^ \ мс П 1з>, А

1 Блок генератор-трансформатор 217 20910

2 Автотрансформатор связи 60 2366

3 Воздушные линии 32,4 3380

Номинальные параметры трансформатора ТФЗМ-500-2000/1-10Р:r 2 = ю ° м; cos<p2 = 1; r h.hom = 50 ° м; 7i .Hom = 2000 д ; к НОм = 18'Б.8.1 Расчетное сопротивление нагрузки при однофазном КЗ вычислено по формуле

^н.факт = 2 ' = 12,6 0м , (Б.50)

где р = 0,0175 Ом-мм2/м, длина контрольного кабеля / = 900 м, поперечное сечение жилы S = 2,5 мм2.Б.8.2 По выражению в примечании к формуле (Б.6) вычислена эквивалентная постоянная времени затухания

апериодической составляющей тока КЗ:

32

ПНСТ 283— 2018

(1) _ 20910 0,217 + 2366 0,060 + 3380 0,0324 р э ~ 20910 + 2366 + 3380

Б.8.3 По выражению (Б .22) определен параметр А режима ТТ при заданном токе К 3 / кз и ф актической на­грузке RH факт во вторичной цепи:

U ил.« ^ г, н п и в я ч ^ n.nuivi/ _

“ 26900 (10 + 12,6)^ _ Чном ' 'Ур.ном 4 ^ 2 + ^н.ном) _ 2000 ■ 18 • (10 + 50) _ ^ ^

ж.зLbARo + R н.факт

0,497.Произведение >4(1 - Кх) при отсутствии остаточной магнитной индукции равно 3,55, а при К г = 0,86 равно

Б .8.4 Приближенная оценка fHac по выражению (Б.47): - без учета остаточной индукции

т I ГО-7"Гр Inнас со • Гр — А +1= 0,18 In

со 0,18со 0 ,1 8 -3 ,5 5 + 1

8,3 мс;

- с учетом остаточной индукции расчет с использованием огибающей невозможен, см. примечание 2 к вы­ражению (Б .49).

Б.8.5 Расчет граф оаналитическим методом с использованием формулы (Б .42)Уравнение принимает вид:

со Гг

t \

1 - е 7р -s in (c o ■ f) = Л (1 - K r ) = К п р (f). (Б .51

Результаты представлены на рисунке Б.7.

0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 t, с

7 — кривая, отображающая левую часть уравнения (Б.51); 2 — огибающая по уравнению (Б.46); 3 — кривая, отображающая решение уравнения (Б. 10) для трансформатора с ПХН при отсутствии апериодической составляющей в первичном токе;

4 — решение по Б.8.4 (по огибающей, Кг = 0, А = 3,55), fHac = 8,3 мс; 5 — решение по уравнению (Б.51) Кг = 0, А = 3,55, fHac = 10,8 мс; 6 — решение по уравнению (Б.51), Кг = 0,86, 4(1 - Кг) = 0,497, tHac = 4,8 мс; 7 — решение для случая,

когда апериодическая составляющая в первичном токе отсутствует,К г = 0,86, 4(1 - Кг) = 0,497, fHac = 3,32 мс

Рисунок Б.7 — Результаты граф оаналитического расчета времени до насыщения

33

ПНСТ 283—2018

Приложение В (обязательное)

Методы испытаний трансформаторов тока для защиты с малой остаточной намагниченностью, а также предназначенных для работы в условиях переходного режима короткого замыкания

В.1 Определяемые характеристики:- коэффициент остаточной намагниченности Кг;- индуктивность намагничивания вторичной обмотки Lm;- постоянная времени вторичного контура при номинальной нагрузке Ts,- мгновенная погрешность в переходном режиме етах для трансформаторов класса TPY;- периодическая составляющая погрешности переходного режима еас тах для трансформаторов класса TPZ.Непосредственно перед измерением характеристик обмотки трансформаторов тока должны быть размагни­

чены.Допускается проверять характеристики другими способами, которые должны быть установлены в стандартах

на трансформаторы конкретных типов, если при квалификационных и типовых испытаниях или в целях утверж­дения типа доказано, что этот способ обеспечивает получение результатов, не отличающихся более чем на 10 %.

В.1.1 Определение коэффициента остаточной намагниченности К гОпределение коэффициента остаточной намагниченности Кг выполняют методом разряда конденсатора на

вторичную обмотку трансформатора тока при разомкнутой первичной обмотке.Схема проведения испытаний приведена на рисунке В.1.Параметры контура подбирают таким образом, чтобы частота колебательного процесса в контуре L—С от­

личалась от номинальной частоты не более чем на ±10 %.

u(t)

L —

№

Р — регулятор напряжения; Т — зарядный трансформатор; R — зарядный резистор; С — конденсатор;L — регулировочная (разрядная) индуктивность; ТТ — испытуемый трансформатор тока;

u(t), i(t) — устройства регистрации тока и напряжения; В — выпрямитель, К — коммутирующее устройство (ключ)

Рисунок В.1 — Схема определения остаточной намагниченности методом разряда конденсатора

Конденсатор С заряжается от зарядного трансформатора Т до значения напряжения, необходимого для на­сыщения испытуемого трансформатора тока ТТ. После чего замыкается ключ К и конденсатор С разряжается на включенные параллельно вторичную обмотку испытуемого трансформатора тока ТТ и разрядную индуктивность L (может отсутствовать). Значения тока через вторичную обмотку /'(f) и падение напряжения на ее выводах u(t) реги­стрируются цифровым осциллографом.

Для получения правильного значения коэффициента остаточной намагниченности Кг необходимо обеспе­чить достижение полностью насыщенного состояния трансформатора перед тем, как ток начнет уменьшаться до нуля. Критерием достаточности насыщения служит форма первой полуволны тока от начала приложения напряже­ния до первого перехода тока через нуль (см. рисунок В.2). На ней можно выделить характерный пик, свидетель­ствующий о наступлении насыщения. Степень насыщения считается достаточной, если коэффициент амплитуды этой полуволны (отношение амплитудного значения к среднеквадратичному) не менее 2,5.

Потокосцепление Ф(() вычисляют по формуле

t^ ( 0 = J[" (0 - «2 ■ / (0 ] ctf, (В.1)

о

где R2 — сопротивление вторичной обмотки постоянному току;u(t) и /'(f) — мгновенные значения напряжения и тока, осциллографируемые в опыте.

34

ПНСТ 283— 2018

-5 0 5 10 15 20 25 /, мс

Рисунок В.2 — Характерная осциллограмма по методу разряда конденсатора

Зависимость потокосцепления Y(f), определенного по формуле В.1, оттока /(f) графически представляет со­бой часть петли гистерезиса (см. рисунок В.З). Значение остаточного потокосцепления Y f отсчитывается в момент, когда после достижения потокосцеплением значения насыщения Y sat ток становится равным нулю. Y sat опреде­лятся при максимальном мгновенном значении тока.

Рисунок В.З — Часть петли гистерезиса, воспроизводимая методом разряда конденсатора

Коэффициент остаточной намагниченности Кг %, определяют по формулеч<

Кх = -7^-100 .Y sat

(В-2)

В .1.2 О пределение индуктивности намагничивания Lm и постоянной времени TsИндуктивность намагничивания /_т определяют как отношение AY к At' на участке кривой намагничивания,

который с достаточной степенью приближения можно считать линейным (см. рисунок В.4).

35

ПНСТ 283— 2018

Рисунок В.4 — Определение индуктивности намагничивания

В качестве границ этого участка принимают значения 20 % и 90 % от потокосцепления соответствующе­го напряжению намагничивания UHaM расч, определяемого по 9.17 настоящего стандарта.

Индуктивность намагничивания принимают равной

O '^ s a t " O ' ^ s a t _ ° ’ 9 Чнам. расч ~ ° ’ 2 Чнам. расч ^g

'm m ax90 _ 'т т а х 2 0 “ ( / т Э О ^ /т г о )

где / т до и / т 2 0 — действующие значения токов, измеренных при напряжениях, равных 90 % и 20 % напряжения ^нам.расч соответственно;

7т тахэо и 7т тах2 0 — их амплитудные значения.Постоянную времени вторичного контура определяют как отношение индуктивности намагничивания к актив­

ному сопротивлению вторичного контура

Т, (В-4)

где Lm — индуктивность намагничивания, рассчитанная по формуле (В.З), Гн;Rs — сопротивления вторичного контура постоянному току

RS = R2 + Z 2 homCOSCP2 . ( В '5 )

где R2 — сопротивление вторичной обмотки постоянному току, приведенное к температуре, при которой измеряют токи намагничивания, Ом.

В.2 Определение погрешности в переходном режиме короткого замыкания

Принципиальная схема испытаний и измерений — в соответствии с 9.16 настоящего стандарта. Конкретная реализация схемы зависит от испытательных возможностей испытательной лаборатории. Допускается вместо эта­лонных и промежуточных трансформаторов тока использовать измерительные шунты, цифровую измерительную и регистрирующую аппаратуру.

Через первичную обмотку пропускают ток промышленной частоты. К вторичной обмотке должна быть под­ключена номинальная нагрузка. Действующее значение периодической составляющей испытательного первичного тока должно быть в пределах:

71исп - 0 ' 0 1 >05)71ном^ном- (В -6 )

Регистрируют мгновенную величину тока погрешности:

4 - лном4 — V (В-7)Абсолютная погрешность измерения тока погрешности не должна превышать 10 % предела допустимой по­

грешности, соответствующего классу испытуемого трансформатора.Выполняют два испытательных режима:В.2.1 Током короткого замыкания, соответствующим значению предельной кратности, при отсутствии

апериодической составляющей, для сравнения измеренного значения полной погрешности с рассчитанным по

36

ПНСТ 283—2018

формуле (В.9) значением. Длительность протекания тока выбирают такую, чтобы, по возможности, затухли все переходные процессы, не устраненные настройкой испытательного оборудования, но не менее 0,5 с и не более допустимого времени протекания тока термической стойкости. Полную погрешность определяют как среднеква­дратичное значение /е мгновенной погрешности тока Щ ), отнесенное к действующему значению периодической составляющей испытательного первичного тока /1исп.

Проверяется выполнение соотношений:

£ % = —^— 100 < е % по таблице 6 настоящего стандарта;■лисп

е =Та___ 2тг;

(В-8)

(В-9)

где f — частота испытательного тока.В.2.2 Нормированным циклом с максимальным содержанием апериодической составляющей. Апериодиче­

ская составляющая должна быть максимальной, а для трансформаторов тока, предназначенных для работы в условиях АПВ, — одной и той же полярности в обоих интервалах времени протекания тока. Под максимальной апериодической составляющей тока имеется в виду такая апериодическая составляющая, начальное значение которой равно амплитудному значению периодической составляющей тока.

Периодическая составляющая испытательного тока равна току предельной кратности. Постоянная времени затухания апериодической составляющей испытательного тока не должна отличаться от нормированного значения более чем на ±5 %.

Первый пик тока в обоих периодах протекания тока должен быть, не менее

1/АнОМof т0 ^■'Н0М’ ,Р _|_ "'I (В.10)

Максимальное значение мгновенной погрешности не должно превышать нормированного значения, указан­ного в таблице 6 настоящего стандарта.

£тах= 4 = Г ^ Ю 0 % . (В. 11)^ Л 1исл

В.2.2.1 Измеряют значения тока погрешности, показанные на рисунке В.5.

а — для трансформатора класса TPY, не предназначенного для АПВ; b — для трансформатора класса TPZ; с — для трансформатора класса TPY, предназначенного для АПВ

Рисунок В.5 — Измеряемые значения тока погрешности

37

ПНСТ 283—2018

Для трансформаторов класса TPY максимальное значение мгновенной погрешности етах, %, определяют по формуле

етах = 'дтах 100,■v l̂Mcn

(В.12)

где /етах - 0 или /етах - А, в зависимости от нормированного цикла.Для трансформаторов класса TPZ периодическую составляющую погрешности переходного режима еас тах,

%, определяют как

еастах_ кастах -| qq

V2/lncn(В.13)

гДе ^eac max “ ^/2.Полученные значения не должны превышать значений, указанных в таблице 6 настоящего стандарта.В.2.3 Если требования пункта В.2.2 выполняются, а требования по точности измерения тока погрешности

или отсутствия апериодической составляющей первичного тока при выполнении испытания по пункту В.2.1 не уда­ется выполнить, то допускается проверку по пункту В.2.1 заменить определением постоянной времени вторичного контура Ts по осциллограмме опыта по пункту В.2.2. Для этого на интервале времени, соответствующем бестоко- вой паузе f6r (а для трансформаторов, для которых не нормируется цикл АПВ — после окончания протекания тока в первичной цепи), выбирают два момента времени f1 и t2, измеряют мгновенные значения тока погрешности и /2, соответствующие этим моментам времени. Значение постоянной времени определяют как

f2 _ f1Ts = : (В.14)

In

Полученное значение не должно отличаться от значения по пункту В.1.2 более чем на 10 %.

38

ПНСТ 283—2018

Приложение Г (справочное)

Методика измерения погрешностей трансформаторов тока с расширенным диапазономрабочих токов

Г. 1 Токовые и угловые погрешности трансформаторов тока с расширенным диапазоном рабочих токов могут быть определены дифференциальным (нулевым) методом в соответствии со схемой (см. рисунок Г. 1) по методике ГОСТ 8.217. Конкретная схема, по которой определяют погрешности трансформатора тока с расширенным диапа­зоном рабочих токов, должна быть приведена в стандартах на трансформаторы конкретных типов.

При сборке схемы испытаний соединение приборов осуществляют в соответствии с требованиями руковод­ства по эксплуатации применяемых приборов.

Тр — регулировочный трансформатор; Тн — нагрузочный трансформатор; То1— рабочий эталон;Тв — вспомогательный рабочий эталон; Тх — испытуемый трансформатор тока; Z — нагрузка поверяемого трансформатора; — — дополнительная вторичная обмотка (при использовании рабочего эталона, выполненного по схеме двухступенчатого

трансформатора тока); ПС — прибор сравнения

Рисунок Г.1 — Схема для определения токовых и угловых погрешностей трансформатора тока с расширеннымдиапазоном рабочих токов

Г.2 К элементам схемы предъявляют следующие требования:1) коэффициенты трансформации рабочих эталонов должны быть такими, чтобы выполнялось условие

по1= л хл в ( Г 1 >

где ло1 — коэффициент трансформации То.,; пх — коэффициент трансформации Тх; пв — коэффициент трансформации Тв;

2) коэффициенты трансформации рабочих эталонов должны быть выбраны так, чтобы приборы оставались в рабочем диапазоне токов с нормируемой погрешностью.

Г.З При испытании устанавливают ток в цепи, равный первичному току испытуемого трансформатора тока (составляющий 0,1 %, 0,2 %, 150 % и 200 % номинального тока, в зависимости от исходных данных испытания).

Согласно дифференциальному методу, основанному на сравнении вторичных токов поверяемого и эталон­ного трансформаторов для определения погрешности поверяемого трансформатора тока, токи, приходящие на прибор сравнения (ПС, см. рисунок Г.1), должны быть одинаковыми по номиналу. Для этого в схему включают вспо­могательный эталонный трансформатор тока, который понижает (повышает) вторичный ток испытуемого транс­форматора тока до требуемого значения, равного вторичному току эталонного трансформатора тока.

Значение тока в цепи необходимо выставлять по прибору сравнения в соответствии с формулой

'факт = / пр К, (П2)

где /факт — значение тока фактическое во вторичной цепи испытуемого трансформатора, %;/пр — значение тока по прибору сравнения, %;

39

ПНСТ 283—2018

К п в 7в.ном1^7в.ном2’1В ном1, 1В ном2 — значения первичного и вторичного токов соответственно вспомогательного рабочего эталона.

Примеры1 Необходимо рассчитать значение тока на приборе сравнения /пр, до которого необходимо поднимать ток

в цепи испытуемого трансформатора при определении погрешности испытуемого трансформатора тока при токе, равном 200 % номинального тока.

Исходные данные: номинальный первичный и вторичный токи испытуемого трансформатора тока соответ­ственно /х ном1 = 600 А и /х ном2 = 5 А, отсюда пх = 600/5 = 120.

Выбирают коэффициенты трансформации эталонных трансформаторов тока:

л о1 - А>.ном1 ^ о .ном2 ’

где / 0.ном1 = 7х.ном1 ■ 200 % /100% = 1200 А, /0 ном2 = 5 А, тогда ло1 = 1200/5 = 240.

Находят коэффициент трансформации вспомогательного эталонного трансформатора тока:

Пв = ло1/лх = 240 /120 = 2.

Находят значение тока на приборе сравнения, до которого необходимо поднимать ток в цепи испытуемого трансформатора

7факт = 1 п р К <

где К = пв = 2, а / пр = 100 %,Т0ГДа 7факт = 2 ° ° %.

2 Необходимо рассчитать значение тока на приборе сравнения /пр, до которого необходимо поднимать ток в цепи испытуемого трансформатора при определении погрешности испытуемого трансформатора тока при токе, равном 0,1 % номинального тока.

Исходные данные: номинальный первичный и вторичный токи испытуемого трансформатора тока соответ­ственно /х ном1 = 600 А и /х ном2 = 5 А, отсюда пх = 600/5 = 120.

Выбирают коэффициенты трансформации эталонных трансформаторов тока:

л о1 - 7о.ном1^7о .ном2 ’

где 70.Н0М1 = 7Х.Н0М1 ■ 0,1 % / 1 % = 60 А, /0 ном2 = 5 А, тогда ло1 = 60/5 = 12.

Находят коэффициент трансформации вспомогательного эталонного трансформатора тока:

пв = по1/пх = 12/120 = 0,1.

Находят значение тока на приборе сравнения, до которого необходимо поднимать ток в цепи испытуемого трансформатора

7факт = 7пр^ ’

где К = пв = 0,1, а / пр = 1 %,Т0ГДа 7факт = ° . 1 %

40

ПНСТ 283—2018

УДК 621.314.22.08:006.354 ОКС 17.220.20 ОКПД 2 27.11.4

Ключевые слова: измерительные трансформаторы, трансформаторы тока, технические условия

41

БЗ 10—2018/42

Редактор Л.И. Нахимова Технический редактор В.Н. Прусакова

Корректор М.И. Першина Компьютерная верстка Е.О. Асташина

Сдано в набор 11.10.2018. Подписано в печать 28.11.2018. Формат 60*841/8. Гарнитура Ариал.Уел. печ. л. 5,12. Уч.-изд. л. 4,63.

Подготовлено на основе электронной версии, предоставленной разработчиком стандарта

Создано в единичном исполнении ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ» для комплектования Федерального информационного фонда стандартов, 117418 Москва, Нахимовский пр-т, д. 31, к. 2..

www.gostinfo.ru info@gostinfo.ru

ПНСТ 283-2018